Zellteilung: So könnte Alzheimer entstehen

12.04.2013

Foto: Kugelstrukturen im Zellkern

Im Labor kultivierte Zellen: Im Zell-
kern (blau) fusioniert das Protein FE65 mit anderen Proteinen wie BLM zu Ku-
gelstrukturen (gelb); © RUB/Thorsten Müller

Eine neue Hypothese, wie Alzheimer entstehen könnte, haben Forscher der Ruhr-Universität Bochum (RUB) aufgestellt. Sie analysierten das Zusammenspiel der Proteine FE65 und BLM, die die Zellteilung regulieren.

Im Zellkulturmodell entdeckten sie im Kern Kugelstrukturen, die FE65 und BLM enthielten. Die Interaktion der Proteine löste ein Fehlsignal zur Zellteilung aus. Dieses könnte die Degeneration und den Tod von Nervenzellen bei Alzheimer-Patienten erklären. Das sogenannte amyloide Vorläuferprotein APP ist von zentraler Bedeutung für die Alzheimer-Erkrankung. Es durchspannt die Zellmembran, und seine Spaltprodukte stehen in Verbindung mit Proteinablagerungen, die sich bei Alzheimer-Patienten außerhalb der Nervenzellen bilden. APP verankert das Protein FE65 an der Membran, welches im Zentrum der aktuellen Studie stand.

FE65 kann in den Zellkern wandern; dort spielt es eine Rolle bei der DNA-Vervielfältigung und -reparatur. Anhand von im Labor gezüchteten Zellen stellte das Team um Doktor Thorsten Müller vom Institut für Funktionelle Proteomik an der RUB fest, dass sich FE65 mit anderen Proteinen im Zellkern zu Kugelstrukturen, sogenannten „nuclear spheres“, zusammenschließen kann. Videomikroskopische Aufnahmen zeigten, dass diese ringartigen Strukturen miteinander verschmelzen und dadurch wachsen können.

Müllers Team nahm die Funktion von FE65 genauer unter die Lupe. Durch genetische Manipulation erzeugten die Forscher Zellkulturen, in denen die FE65-Produktion heruntergefahren war. Eine geringere FE65-Menge bedingte dabei eine geringere Menge des Proteins BLM im Zellkern; stattdessen sammelte sich BLM in einem anderen Bereich der Zelle an, dem Endoplasmatischen Retikulum. Außerdem fanden die Wissenschaftler eine niedrigere DNA-Vervielfältigungsrate in den genetisch veränderten Zellen. So beeinflusst FE65 über das Protein BLM die Replikation der Erbsubstanz. Kurbelten die Forscher die FE65-Herstellung wieder an, vergrößerte sich auch die BLM-Menge im Zellkern wieder.

Bei Patienten mit Alzheimerscher Krankheit ist das Protein APP, ein Interaktionspartner von FE65, verändert. Das Zusammenspiel der beiden Moleküle ist wichtig für den Transport von FE65 in den Zellkern, wo dieses in Verbindung mit BLM die Zellteilung reguliert. Müllers Team vermutet, dass die veränderte APP-FE65-Interaktion den Zellen fälschlicherweise das Signal sendet, sich zu teilen. Da Nervenzellen sich in der Regel nicht teilen können, degenerieren sie stattdessen und sterben ab. „Diese Hypothese, die wir in der Arbeitsgruppe Morbus Alzheimer weiter verfolgen, liefert auch neue Ansatzpunkte für etwaige Therapiemöglichkeiten, die für die Alzheimer-Erkrankung dringend benötigt werden“, sagt Doktor Müller. In Zukunft wird das Team auch untersuchen, ob und wie die BLM-Menge bei Alzheimer-Patienten im Vergleich zu Gesunden verändert ist.

MEDICA.de; Quelle: Ruhr-Uni Bochum