Neurodegenerative Erkrankungen: Prion-Prinzip als Ausgangspunkt neuer Therapie-Strategien?

Teilprozesse dieses Mechanismus könnten vielsprechende therapeutische Ziele sein. Darauf weisen die Neurobiologen Mathias Jucker und Lary Walker in der aktuellen Ausgabe von Nature hin.

Dazu gehört unter anderem die spontan auftretende Fehlfaltung von Eiweißen in sogenannte Amyloidstrukturen. Diese zwingen, ähnlich einer Schablone, anderen gesunden, benachbarten Eiweißen ihre „falsche“ Struktur auf. Das führt letztlich zum Absterben der befallenen Nervenzellen.

Dieser Mechanismus der Krankheitsentstehung und -ausbreitung scheint bei Alzheimer, Parkinson und zahlreichen anderen Erkrankungen des Nervensystems eine ursächliche Rolle zu spielen.

Das Prion-Eiweiß liegt bereits im gesunden Organismus in physiologischer, wohlgefalteter Form vor. Erst wenn sich Prion-Eiweiße spontan umfalten, können sie zum Krankheitserreger werden. Dabei können sie anderen normal gefalteten Prion-Eiweißen wie eine „Schablone“ die fehlerhafte Struktur aufzwingen.

Nach und nach lagern sich dann die fehlgefalteten Prion-Eiweiße in Form von Klumpen oder Fasern im Gehirn ab. Prion-Erkrankungen, wie beispielsweise Creutzfeldt-Jakob, können unter gewissen Bedingungen infektiös sein. Obwohl es keine Evidenz gibt, dass neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und Co. infektiös sind, zeigen neuere Forschungsresultate, dass sie auf dem gleichen zugrundliegenden Krankheitsmechanismus basieren wie Prionen-Erkrankungen.

Verschiedene Krankheiten, gleiche Ursache?
Fehlgefaltete Eiweiße sind charakteristisch für die meisten altersbedingten neurodegenerativen Krankheiten. Bei der Alzheimer-Erkrankung beispielsweise verursacht die Ablagerung erhöhter Mengen der Eiweiße Amyloid-Beta und Tau die charakteristischen Plaques und neurofibrillären Tangles. Bei Parkinson ist es Alpha-Synuclein, bei der Frontotemporalen Demenz und der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) sind es die Eiweiße TDP43 und SOD1. „Auch wenn bei den jeweiligen Krankheitsbildern unterschiedliche Eiweiße sich zu Prionen-ähnlichen Molekülen entwickeln, läuft immer der gleiche Mechanismus ab“, beschreiben Professor Mathias Jucker vom Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH) der Universität Tübingen und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) sowie Professor Lary Walker von der Emory University in Atlanta, USA, den zugrundeliegenden gleichen Mechanismus von Prionen- und neurodegenerativen Erkrankungen. „Dadurch ergeben sich auch gemeinsame Forschungsfragen und gemeinsame zukünftige Ansätze für Prävention, Diagnose und Therapie“, so die Forscher weiter.
Prion-Prinzip als Ausgangspunkt neuer Therapie-Strategien?
Nicht korrekt gefaltete Eiweiße neurodegenerativer Erkrankungen teilen sich mit denen der Prionen-Erkrankungen molekulare Eigenschaften. „Jedes dieser molekularen Phänomene präsentiert deshalb aus unserer Sicht potentielle therapeutische Angriffsziele“, sagt Jucker. Gelänge es die Produktion der Eiweiße zu reduzieren, die die Tendenz haben sich falsch zu falten, sänke auch die Chance auf eine spontane Fehlfaltung. Sind bereits falsch gefaltete Eiweiße vorhanden, könnte die Blockierung ihrer Schablonenaktivität eine weitere Therapiestrategie sein. Erstmalig kam letztgenannte Behandlungsstrategie bei der Transthyretin-Amyloidose, einer seltenen Erbkrankheit, zum Einsatz. Das Prion-Prinzip könnte auch wertvolle Hinweise bei der Früherkennung von Alzheimer und anderen neurodegenerativen Erkrankungen liefern. Denn bereits Jahrzehnte vor den ersten Krankheitssymptomen bilden sich solche nicht korrekt gefalteten Eiweiße, die sich dann im Gehirn der Betroffenen im Lauf der Jahre vermehren. Eine Früherkennung dieser fehlgefalteten Eiweiße könnten als frühe Biomarker dienen. Mit ihnen wäre man in der Lage vor dem Auftreten gravierender irreversibler Schäden Alzheimer zu diagnostizieren, hofft Jucker.
Originaltitel der Publikation
Self-propagation of pathogenic protein aggregates in neurodegenerative diseases; 5 September 2013, Vol 501, NATURE 45; doi:10.1038/nature12481