Alzheimer: Entzündungsenzym im Hirn geortet

30. April 2015
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Ein Enzym, das bisher nur von entzündlichen Erkrankungen in anderen Organen bekannt war, wird auch im Gehirn gebildet und ist wahrscheinlich an der Entstehung von Alzheimer beteiligt. Könnte eine medikamentöse Hemmung des Enzyms gedächtnisfördernde Effekte haben?

Neurodegenerative Prozesse, die bei der Alzheimerschen, der Parkinsonschen und der
 Huntingtonschen Erkrankung ablaufen, sind von krankhaften Proteinablagerungen und 
chronischen Entzündungsvorgängen im Gehirn begleitet. Eine überschießende 
Entzündungsreaktion kann sowohl die Funktion von Nervenzellen beeinträchtigen als auch
 deren Absterben beschleunigen. Die komplexen Wechselwirkungen zwischen
 krankheitsbedingenden Veränderungen und Immunantwort sind bisher wenig verstanden,
 bieten aber möglicherweise neue therapeutische Ansätze, um in das Krankheitsgeschehen 
einzugreifen.

Gemeinsam mit Kollegen des Fraunhofer Institutes für Zelltherapie und 
Immunologie (IZI) konnte die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Steffen Roßner aus dem Paul-
Flechsig-Institut für Hirnforschung der Medizinischen Fakultät im Detail belegen, dass ein von ihnen untersuchtes Enzym, das bisher nur von entzündlichen Erkrankungen in anderen Organen bekannt war, auch im Gehirn gebildet wird und wahrscheinlich an der Entstehung der Alzheimerschen Erkrankung beteiligt ist.

Ähnliches Geschehen wie bei der Entstehung der Arteriosklerose

Die im Hirngewebe von Alzheimer-Patienten ablaufenden entzündlichen Prozesse könnten 
damit auf ein ähnliches Geschehen zurückzuführen sein, wie es zum Beispiel von der
 Entstehung der Arteriosklerose bekannt ist. Hier wird von dem untersuchten Enzym (der 
sogenannten iso-Glutaminylcyclase) ein Botenstoff aktiviert, der Fresszellen aus dem Blut und den Lymphgefäßen anlockt. Normalerweise sollte durch ihre Aktivität ein Entzündungsherd beseitigt werden. Läuft dieser Prozess jedoch aus dem Ruder, wie es bei chronisch entzündlichen Prozessen der Fall ist, wird auch gesundes Gewebe in Mitleidenschaft gezogen.

Die Studie weist nun erstmals ein deutlich erhöhtes Vorkommen des
 entzündungsverursachenden Enzyms und seines Botenstoffes in Nervenzellen von Alzheimer-Patienten im Vergleich zu neurologisch gesundem Kontrollgewebe nach. Darüber hinaus wurde in dem erkrankten Gewebe die Enzymproduktion auch in einem nicht zu den Nervenzellen gehörigen, sternförmigen Zelltyp entdeckt, der sich um die Alzheimer typischen senilen Plaques herum anordnet und als Mitspieler bei Schädigungsprozessen im Hirn bekannt ist.

Bei den Untersuchungen der Forschergruppen ist ein Ergebnis besonders interessant: Es
 konnte im Hirngewebe von Alzheimer-Patienten ein Zusammenhang zwischen der Menge an iso-Glutaminylcyclase, ihrem Botenstoff und der vor dem Tod des Patienten getesteten
 nachlassenden Gedächtnisleistung nachgewiesen werden.

Kann medikamentöse Hemmung helfen?

Zusammengefasst legen diese Erkenntnisse nahe, dass eine medikamentöse Hemmung des untersuchten Enzyms entzündungsdämpfende und gedächtnisfördernde Effekte haben könnte. Damit würde sich eine Möglichkeit eröffnen, das Krankheitsgeschehen ursächlich zu beeinflussen. Ein Medikament, das die Enzyme hemmt, ist bereits in klinischer Prüfung an Alzheimer-Patienten.

Wechselwirkungen zwischen den Krankheitsformen

Ein Projekt von Prof. Roßner will untersuchen, ob es gemeinsame Entstehungswege für drei der häufigsten Hirnleiden, der Alzheimer-, Parkinson- und Huntington-Erkrankung, gibt. Bei diesen Krankheitsformen wird der Ausfall von Hirnfunktionen auf das Verklumpen von jeweils unterschiedlichen Eiweißbausteinen zurückgeführt. Treten sie gehäuft auf, wie beispielsweise im Alterungsprozess zu beobachten, beeinträchtigen sie die Lebensprozesse von Nervenzellen nachhaltig oder führen sogar zu ihrem Absterben.

 Roßner vermutet, dass die untersuchte Enzymfamilie der Glutaminylcyclasen auch hier 
beteiligt ist, indem sie Eiweiße derart verändert, dass sie eine stärkere Bereitschaft zeigen, 
sich zusammenzuballen.

Gezeigt wurde dies bereits für die Entstehung der als „senile Plaques“ bezeichneten Ablagerungen sowie für die besonders wichtigen kleineren zellschädigenden Vorstufen der Plaques im Hirngewebe von Alzheimer-Patienten. Mit den 
jetzt geplanten Untersuchungen sollen grundsätzliche Wirkweisen der von
 Eiweißablagerungen verursachten Erkrankungen des Gehirns erkannt und Wechselwirkungen zwischen den Krankheitsformen aufgedeckt werden.

Originalpublikation:

Isoglutaminyl cyclase contributes to CCL2-driven
neuroinflammation in Alzheimer’s disease
Hartlage-Rübsamen et al.; Acta Neuropathologica, doi: 10.1007/s00401-015-1395-2; 2015

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1 Kommentar:

Dr.rer.nat Andres Tello
Dr.rer.nat Andres Tello

Arteriosklerose ist möglicherweise eine systemische Erkrankung. Bedeutet es, dass alle diese Patienten möglicherweise im Gefahr sind, Alzheimer zu entwickeln?

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