AG Botanik - Fachbereich 5 Biologie - Universität Osnabrück

Literaturauswahl
Gauthier-Kemper, A., Weissmann,
C., Golovyashkina, N., Sebö-Lemke,
Z., Drewes, G., Gerke, V., Heinisch,
J.J., and Brandt, R. (2011) The frontotemporal
dementia mutation
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Bakota, L., and Brandt, R. (2009)
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Tackenberg, C., and Brandt, R.
(2009) Divergent pathways mediate
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death induced by amyloid-β, wildtype
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Weissmann, C., Reyher, H.J., Gauthier,
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Lüdemann, N., Clement, A., Hans,
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Neurobiologie
AG Neurobiologie
Molekulare Mechanismen der Alzheimerschen Erkrankung
Bei der Alzheimerschen Erkrankung kommt es zu immensen Gedächtnisstörungen, wodurch
vor allem das Langzeitgedächtnis beeinträchtigt wird. Erkrankte können sich zum Beispiel
nicht mehr erinnern, wo sie wohnen, oder sie erkennen ihre Angehörigen nicht mehr. Die
Ursache liegt in einer Störung der Kommunikation zwischen den Nervenzellen, an den sogenannten
Synapsen. Im Verlauf der Alzheimererkrankung kommt es dann zu einem massiven
Absterben von Nervenzellen, die anfänglichen Gedächtnisstörungen entwickeln sich
hin zu einem vollständigen Gedächtnisverlust. Die Krankheit, an der allein in Deutschland
mehr als eine Million Menschen leiden, ist bisher nicht ursächlich behandelbar.
Ein großer Teil der Arbeitsgruppe konzentriert
sich darauf, die molekularen und zellulären
Vorgänge besser zu verstehen, die dem Krankheitsverlauf
zugrunde liegen. Eine wesentliche
Rolle spielt dabei ein Protein des neuronalen
Zellskeletts, das Tau Protein. Tau, das normalerweise
im axonalen Kompartiment einer Nervenzelle
angereichert ist, verteilt sich im
Krankheitsverlauf um und bildet Aggregate –
die sogenannten Alzheimerfibrillen – im Zellkörper
und in den Dendriten der Neurone.
Nach dem aktuellen Stand der Forschung führen
diese Veränderungen dazu, dass die Nervenzellen
absterben. In Kooperation mit der
Arbeitsgruppe von Dr. Gloria Lee (Harvard Medical
School, Boston, USA) konnte in der Arbeitsgruppe
gezeigt werden, dass das Tau Protein
eine Rolle als Verbindungsglied zwischen
dem neuronalen Zellskelett und der Zellmembran
spielt. Veränderungen von Tau, wie sie typisch
für die Alzheimersche Krankheit sind,
führen dazu, dass Tau diese Funktion nicht
mehr wahrnehmen kann. Dies trägt vermutlich
zu einer Umverteilung von Tau und zu einer
Desta bilisierung der
betroffenen Nervenzelle
bei. Zudem
konnte in der Arbeitsgruppe
ge zeigt werden,
dass Veränderungen,
bei der krank -
heits ty pi sche Modifikationen
von Tau Protein
simuliert werden,
toxisch auf die Nervenzellen wirken und einen
programmierten Zelltod auslösen.
Um die molekularen Wechselwirkungen bei
der Entwicklung der Krankheit aufzuklären,
wurden diese Erkenntnisse genutzt und verschiedene
Zellkulturmodelle entwickelt, die
wesentliche Aspekte der Krankheit abbilden
und »live« eine Beobachtung der Krankheitsentwicklung
mittels moderner bildgebender
Verfahren ermöglichen. Dabei sind wir in der
Lage, Veränderungen auf der Ebene synaptischer
Kontakte zwischen einzelnen Nervenzellen
sichtbar zu machen. In interdisziplinärer
Zusammenarbeit haben hier auch Wissenschaftler
aus der Physik, der Genetik und der
Mathematik beigetragen. Diese Modelle bieten
die Grundlage dafür, Möglichkeiten zu testen,
die pathologischen Vorgänge zu verhindern
oder zumindest zeitlich zu verzögern. Es besteht
die Hoffnung, dass dies für die Entwicklung
therapeutischer Strategien zur Behandlung
der Alzheimerschen Erkrankung von
Bedeutung sein wird.
Abbildung 1 Nervenleuchten im Gehirn (links). Mit einem speziellen Verfahren wurden einzelne
Nervenzellen in einem Hirnschnitt zum Fluoreszieren gebracht. Dies ermöglicht eine »live« Beobachtung
der Nervenzellen unter dem Mikroskop zur Untersuchung degenerativer Veränderungen.
Nervenzellen in einem authentischen nervösen Umfeld (rechts). Die experimentelle Anordnung
erlaubt es, die Schaltung von Nervenzellen sichtbar zu machen.