Neues Molekül kann die Ausbreitung von Alzheimer verhindern
Eine Verbindung namens Cambinol ist als zukünftiges Alzheimer-Medikament vielversprechend. Das Molekül hat die Ausbreitung des toxischen Gehirnproteins Tau in Zellkulturen und Mäusen gestoppt.
Es ist bekannt, dass ein Gehirnprotein namens Tau eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der Alzheimer-Krankheit spielt.
Unsere Gehirnzellen haben ein „Transportsystem“, das aus geraden, parallelen „Straßen“ besteht, auf denen sich Lebensmittelmoleküle, Nährstoffe und weggeworfene Teile von Zellen bewegen können.
In einem gesunden Gehirn hilft das Protein Tau diesen Spuren, gerade zu bleiben. Bei Alzheimer baut sich das Protein jedoch auf ein abnormales Niveau auf und bildet schädliche Strukturen, die als Verwicklungen bezeichnet werden.
Anfangs bilden sich diese Verwicklungen in Gehirnbereichen, die für die Gedächtnisbildung von entscheidender Bedeutung sind. Mit fortschreitender Krankheit breiten sich die Verwicklungen jedoch weiterhin im Rest des Gehirns aus.
Forscher der University of California in Los Angeles (UCLA) haben nun möglicherweise einen Weg gefunden, die Ausbreitung dieser schädlichen Verwicklungen zu stoppen.
Ihre neue Studie - in der Zeitschrift veröffentlicht Biochemische und biophysikalische Forschungskommunikation - zeigt, wie ein kleines Molekül namens Cambinol verhindert, dass Tau-Verwicklungen von Zelle zu Zelle wandern.
Der leitende Studienautor Varghese John, außerordentlicher Professor für Neurologie an der UCLA, kommentiert die Bedeutung der Ergebnisse wie folgt: „In klinischen Studien wurden über 200 Moleküle als krankheitsmodifizierende Alzheimer-Therapie getestet, und noch hat keiner den heiligen Gral erreicht. ”
"Unsere Arbeit beschreibt einen neuartigen Ansatz zur Verlangsamung des Fortschreitens der Alzheimer-Krankheit, indem gezeigt wird, dass es möglich ist, die Ausbreitung pathologischer Formen von Tau zu hemmen."
Varghese John
Cambinol blockiert den Tau-Transfer
In einem gesunden Gehirn sorgt das Tau-Protein dafür, dass die Spuren gerade bleiben, indem es an Mikrotubuli bindet, die das Skelett der Zellen bilden.
Bei Alzheimer löst sich Tau vom Skelett und fällt ab, wodurch stattdessen sogenannte neurofibrilläre Verwicklungen entstehen, die zum Absterben der Gehirnzellen führen.
Die Situation verschärft sich, wenn diese Gehirnzellen weiterhin Tau-Klumpen oder Aggregate in kleine Taschen einschließen, die dann wandern und im umgebenden gesunden Gewebe „Wurzeln schlagen“.
Diese kleinen Lipidtaschen oder Vesikel werden Exosomen genannt. Sie sorgen für die weitere Ausbreitung von Tau-Verwicklungen. Aber was wäre, wenn es eine Möglichkeit gäbe, die Bildung dieser „Tragetaschen“ für das giftige Tau-Protein zu blockieren?
Bei der Analyse des Verhaltens des Tau-Proteins in vitro (in Zellkulturen) und in vivo (unter Verwendung von Mausmodellen) stellten die Forscher fest, dass Cambinol genau dazu in der Lage ist: Es entführt den Transfer von Tau, indem es ein Enzym namens nSMase2 blockiert, das ist der Schlüssel zur Herstellung der Tau-tragenden Exosomen.
In einem Experiment verwendeten die Wissenschaftler Tau-tragende Zellen, die postmortal aus dem Gehirn von Menschen mit Alzheimer gewonnen wurden. Sie mischten diese Zellen mit taufreien Zellen.
Die Tau-Aggregate breiteten sich weiterhin in den Zellen aus, die nicht mit Cambinol behandelt worden waren. Aber bei denen, die die Behandlung erhielten, waren die neuen und gesunden Zellen nicht mit Tau „kontaminiert“.
Auf dem Weg zu neuen Alzheimer-Medikamenten
Die Forscher glauben, dass diese hoffnungsvollen Ergebnisse darauf zurückzuführen sind, dass Cambinol die Aktivität des nSMase2-Enzyms hemmt, und dass dieser Mechanismus eine hervorragende Grundlage für die zukünftige Arzneimittelentwicklung bilden könnte.
In einem zweiten In-vivo-Experiment stellten die Forscher fest, dass die Aktivität des Enzyms im Gehirn von mit Cambinol behandelten Mäusen verringert war. Dies war besonders vielversprechend.
"Das Eindringen von Molekülen in das Gehirn ist eine große Hürde, da die meisten Medikamente die Blut-Hirn-Schranke nicht durchdringen", erklärt John. "Jetzt wissen wir, dass wir Tiere mit Cambinol behandeln können, um die Auswirkungen auf die Pathologie und das Fortschreiten von Alzheimer zu bestimmen."
Nach Kenntnis der Autoren war dies die erste Studie, die gezeigt hat, dass Cambinol die Aktivität des nSMase2-Enzyms unterdrückt. Die Ergebnisse bringen uns neuen Therapien für die Alzheimer-Krankheit sowie für andere durch Tau-Aggregate gekennzeichnete Erkrankungen näher.
"Das Verständnis von Signalwegen ist der erste Schritt zu neuen Medikamentenzielen", sagt die Co-Autorin der Studie, Karen Gylys, eine UCLA-Professorin für Krankenpflege.
"Mit Cambinol in der Hand haben wir ein nützliches Werkzeug, um Zellwege zu verstehen, die die Ausbreitung der Tau-Pathologie ermöglichen."
Karen Gylys
Die Forscher arbeiten nun daran, Medikamente zu entwickeln, die Cambinol wirksamer machen, und sie hoffen, dass sich ihre Arbeit bei Tieren als erfolgreich erweisen wird.
In diesem Fall werden im nächsten Schritt die neuen Medikamente in klinischen Studien am Menschen getestet.
