Wissenschaftler erforschen Therapieansätze zur Behandlung von ALS
Die Nervenkrankheit Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist zwar bereits seit über 100 Jahren bekannt, doch es gibt noch immer keine Therapie dagegen. Wissenschaftler erforschen nun Therapieansätze gegen die Erkrankung, die vielen Menschen vor allem seit der sogenannten „Ice Bucket Challenge“ bekannt ist.
Unheilbare Nervenkrankheit
Die neurodegenerative Erkrankung Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), bei der es unter anderem zu heftigen Muskelzuckungen, Muskelschwäche und Krämpfen kommen kann, führt zum Untergang der motorischen Nervenzellen und somit zu stetig fortschreitenden Lähmungen. Die relativ seltene Krankheit – etwa drei von 100.000 Personen sind jährlich neu betroffen – ist bislang nicht heilbar. Zwar wurde ALS durch prominente Patienten wie den inzwischen verstorbenen Physikprofessor Stephen Hawking und die „Ice Bucket Challenge“ im Sommer 2014 bekannter, doch die seit rund 100 Jahren bekannte Krankheit ist noch immer nicht heilbar.
Erkrankung verläuft meist innerhalb kurzer Zeit tödlich
In den meisten Fällen führt die Erkrankung des zentralen Nervensystems innerhalb von drei bis fünf Jahren nach Krankheitsbeginn zum Tod.
Nur wenige Menschen können wie der Astrophysiker Steven Hawking Jahrzehnte mit der seltenen Krankheit leben.
Wissenschaftler der Technischen Universität (TU) Dresden und Kollegen haben nun Wege gefunden, um das Absterben von Nervenzellen zu verringern und erforschen Therapieansätze zur Behandlung von ALS.
ALS führt zu Muskelschwäche und Lähmungserscheinungen
Was geschieht eigentlich im Körper von ALS-Patienten?
Wie in einer Mitteilung der TU Dresden erklärt wird, werden die Muskulatur und damit die Bewegung des Körpers von speziellen Nervenzellen, den Motoneuronen, gesteuert.
Diese sterben im Verlauf der Erkrankung nach und nach ab. Mit Fortschreiten der ALS leiden die Patienten zunehmend an Muskelschwäche und Lähmungserscheinungen, die zu Sprach-, Bewegungs- und Schluckstörungen führen und das alltägliche Leben stark beeinträchtigen.
Doch welche Prozesse führen zum Tod der Nervenzellen? Die Ursachen, die zum Absterben der Nervenzellen führen, sind noch nicht vollständig bekannt.
Es ist aber erforscht, dass verändertes Verhalten bestimmter Proteine im direkten Zusammenhang mit ALS stehen.
Eines davon ist das RNA-bindende Protein FUS (FUsed in Sarcoma), welches innerhalb der Zellen eine entscheidende Rolle spielt: Es reguliert genetische Botenstoffe und beeinflusst das Zusammenspiel verschiedener Proteine.
Mutationen im FUS-Protein führen zu Ablagerungen und Verklumpung des FUS-Proteins im Zytoplasma, wodurch eine der aggressivsten ALS-Varianten entsteht.
Absterben der Nervenzellen verringert
Lara Marrone und Jared Sterneckert vom Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) der TU Dresden haben gemeinsam mit anderen Wissenschaftlern aus Deutschland, Italien, den Niederlanden und den USA herausgefunden, dass die Wechselwirkungen zwischen den RNA-bindenden Proteinen stärker zur Entstehung der ALS-Erkrankung beitragen, als bisher bekannt war.
In ihrer kürzlich im Wissenschaftsmagazin „Acta Neuropathologica“ veröffentlichten Arbeit zeigte das Forscherteam, dass die Interaktionen geschädigter FUS-Proteine mit anderen Eiweißen das Gleichgewicht (Homöostase) der RNA-bindenden Proteine stören, was entscheidend zur Degeneration der Nervenzellen beiträgt.
Zudem zeigten die Wissenschaftler, dass ein mit Medikamenten herbeigeführter Abbau von zelleigenen Proteinen (Autophagie) die pathologischen Prozesse bremst, die ihre Ursache im fehlerhaft angehäuften FUS-Protein haben können.
Den Angaben zufolge werden durch die herbeigeführte Autophagie nicht nur die RNA-bindenden Proteine gerettet, sondern auch das Absterben der Nervenzellen verringert.
Diese Verbesserung wurde von den Forschern in Zellkultur-Experimenten mit reprogrammierten Stammzellen (iPS-Zellen) von Patienten entwickelt und im Modellorganismus der Fruchtfliege bestätigt.
Proteinabbaumaschine wird beeinträchtigt
„Fehlerhaft angesammeltes FUS-Protein beeinträchtigt die Proteinabbaumaschine, so dass sich FUS im Zytoplasma der Zellen anhäuft“, erklärte Lara Marrone, Promotionsstudentin am CRTD, und Hauptautorin der Studie.
„Dies löst einen Teufelskreis aus, der die zellulären Qualitätskontrollsysteme für Proteine, welche für die Aufrechterhaltung des Protein-Gleichgewichts verantwortlich sind, weiter behindert“, so die Wissenschaftlerin.
„Wir vermuteten deshalb, dass eine Verstärkung der Autophagie auch die Situation anderer RNA-bindenden Proteine verbessern könnte.“
Inwieweit eine verstärkte Autophagie einen möglichen Therapieansatz für ALS-Patienten darstellt, werden die Forscher der Sterneckert-Gruppe am CRTD nun untersuchen.
Ein weiteres Ziel ihrer Forschung ist es, RNA-bindende Proteine in Patientenproben als Biomarker für die ALS-Erkrankung zu verwenden.
Heilung von neurodegenerativen Erkrankungen
Jared Sterneckert und sein Team nutzen induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen), um neurodegenerative Erkrankungen wie ALS und Parkinson zu erforschen.
Sie arbeiten am CRTD, wo Forscher aus mehr als 30 Ländern die Prinzipien der Zell- und Geweberegeneration entschlüsseln und deren Nutzung zur Diagnose und Behandlung von Krankheiten ergründen.
Das CRTD verknüpft Labor und Klinik, vernetzt Wissenschaftler mit Ärzten, nutzt Fachwissen in Stammzellforschung, Genom-Editierung und Geweberegeneration für das eine Ziel:
Die Heilung von neurodegenerativen Erkrankungen wie ALS, Alzheimer und Parkinson, hämatologischen Krankheiten wie Leukämie, Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes sowie Augen- und Knochenerkrankungen mittels neuer Diagnose- und Therapiemöglichkeiten. (ad)
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