Was steht bei Erkankungen des Nervensystems auf dem Spiel?
Insbesondere Neurotrophine fördern das Überleben von Neuronen, indem sie verhindern, dass sich diese auf den Weg zum programmierten Zelltod (Apoptose) machen. Ihre Funktionen werden durch ihre Vermögen vermittelt, sich mit den Rezeptoren Trk und p75 zu binden. Einer der Neurotrophine ist der Wachstumsfaktor BDNF (Brain-Derived Nerve-Faktor), der auch beim axonalen und dendritischen Wachstum der Zelle wirkt sowie bei der Plastizität im Nervensystem. Trk-Aktivierung führt zu ihrer Phosphorylierung (Zusatz einer Phosphat-Gruppe an ein Protein). Nach der Phosphorylierung dienen die Rückstände als Andockstellen für verschiedene Adapter-Moleküle. Eines davon ist das kürzlich entdeckte ARMS/Kidins220. Dieses wurde mit Neurotrophin-Signalisierung durch primäre Hippocampus- und kortikale Neuronen in Zusammenhang gebracht. Forscher haben Grund zu der Annahme, dass BDNF und ARMS zusammen funktionieren könnten, da Änderungen in der BDNF-Funktion/Expression mit Pathologien des menschlichen Gehirns in Verbindung gebracht wurden. Dazu gehören Depressionen, Alzheimer und Parkinson. Das Projekt "Molecular mechanisms underlying BDNF functions in the brain: role of ARMS protein" (Neurotrophins-ARMS) arbeitet an der Hypothese, dass ARMS/Kidins220 ein wichtiges Molekül für die Neurotrophinfunktionen ist. Die Teammitglieder nutzen biochemische und zelluläre Techniken in Kombination mit molekularbiologischen und genetischen Ansätzen, um ARMS/Kidins220 zu studieren. Durch die Untersuchungen will man herausfinden, ob das Expressionsmuster von ARMS dem der Neurotrophine und Neurotrophin-Rezeptoren gleicht, solange das Nervensystem noch in der Entwicklungsphase ist. Ebenfalls von Interesse ist, ob ARMS-Expressionswerte sich in Fällen von Hirnerkrankungen verändern, wo BDNF verändert ist. Die Projektpartner untersuchen auch die Rolle von ARMS bei BDNF-induziertem dendritischem Wachstum und bei der Bildung von Wirbelsäule/Synapsen während der Entwicklung des Nervensystems. Ein weiteres Projektziel ist es, zu untersuchen, welchen Rolle, wenn überhaupt, ARMS bei der BDNF-vermittelten synaptischen Plastizität im Erwachsenenalter spielt. Studien haben ergeben, dass die Expression von ARMS während der embryonalen(Entwicklungs-) Stufe des Nervensystems sehr hoch ist und kurz nach der Geburt absinkt. Es wurde gezeigt, dass BDNF am massiven dendritischen Wachstum und der Synapsenbildung während der Entwicklung des Nervensystems beteiligt ist. Das Neurotrophins-ARMS-Projekt hat mit der Verringerung der ARMS-Werte experimentiert, um die dendritische Verzweigungen und die Dorn-Dynamik in Neuronen zu untersuchen. Die Daten zeigen, dass ARMS wichtig ist für die korrekte Entwicklung von Form und Struktur dendritischer Zellen und Dornen während Aktivität und BDNF-abhängigen Entwicklungszeiten. Jetzt untersuchen die Forscher die Rolle von ARMS in der BDNF-vermittelten synaptischen Plastizität im Erwachsenenalter. Die bisherigen Ergebnisse lassen vermuten, dass ARMS ein wichtiges nachgeschaltetes Substrat ist, das die bereits untersuchten BDNF-Funktionen vermittelt. Durch ein besseres Wissen zu ARMS/Kidins220 können wir unser Verständnis von Neurotrophin-Funktionen und den molekularen Mechanismen, die eine Rolle in Neurotrophin-Aktionen spielen, verbessern. Dies ist sehr wichtig, da die medizinische Welt versucht, die mögliche Rolle von Wachstumsfaktoren bei Erkrankungen des Nervensystems besser zu verstehen.
