Bahnbrechende Forschung zur Vermeidung von Proteinaggregaten

Ein internationales Forschungsteam von der Goethe-Universität, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel hat einen vielversprechenden Ansatz zur Bekämpfung der gefürchteten neurodegenerativen Krankheit Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) gefunden. Mit einem neuartigen Projekt, das im Rahmen des Zukunftsclusters PROXIDRUGS ins Leben gerufen wurde, möchten die Wissenschaftler den gefährlichen Verklumpungen des Proteins TDP-43 den Kampf ansagen.

Zusammenhang zwischen TDP-43 und neurodegenerativen Erkrankungen

TDP-43 ist ein Protein, das essentielle Aufgaben im RNA-Stoffwechsel der Zelle übernimmt. Bei ALS-Patienten wird es jedoch instabil und bildet schwer lösliche Aggregate, die zur Zerstörung motorischer Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark führen. Die erschreckenden Folgen sind fortschreitende Muskellähmungen, Sprech- und Schluckprobleme, und letztendlich das Absterben der Atemmuskulatur.

Ein cleverer Trick gegen Proteinverklumpungen

Die Forscher um Kristina Wagner, Dr. Jan Keiten-Schmitz und Prof. Stefan Müller haben in ihrem Labor einen innovativen Weg gefunden, um die gefährlichen Aggregate zu verhindern. Durch gezielten Stress, wie erhöhter Temperatur oder chemischen Zusätzen, konnten sie bewirken, dass TDP-43 in Stressgranula umgeleitet wird – temporäre Schutzräume für wichtige Proteine.

Keiten-Schmitz erklärt: „Normalerweise löst sich TDP-43 in gesunden Zellen schnell wieder aus diesen Granula auf. Bei mutiertem TDP-43, wie bei vielen ALS-Patienten, geschieht dies jedoch nicht – es verklumpt weiter und schädigt die Zellen.“ Doch die Wissenschaftler konnten die schädliche Austrittsreaktion von TDP-43 verhindern, indem sie es mit einem weiteren Protein, namens SUMO, verbanden. Dieses dirigiert TDP-43 in eine zelluläre „Werkstatt“, wo es repariert oder abgebaut werden kann.

Auf der Suche nach einem Medikament gegen ALS

Die Forscher sind nun aktiv auf der Suche nach medizinischen Wirkstoffen, die die Interaktion von SUMO und TDP-43 unterstützen – einige vielversprechende Kandidaten wurden bereits identifiziert. Müller sagt dazu: „Unsere Experiment zeigen, dass wir Zellen unterstützen können, schädliche TDP-43-Proteine selbst zu beseitigen. Obwohl der Weg zu einem möglichen ALS-Medikament noch lang ist, ist es eine vielversprechende Strategie, da TDP-43-Aggregate auch bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen, wie Frontotemporaler Demenz und bei vielen Alzheimer-Patienten, vorkommen.“