Huntington und Alzheimer breiten sich wie Feuer im Gehirn aus. Was treibt sie an? : Schüsse

Bei der Huntington-Krankheit bilden Proteine ​​toxische Klumpen, die Gehirnzellen abtöten.

Stowers Institut für medizinische Forschung

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Bei der Huntington-Krankheit bilden Proteine ​​toxische Klumpen, die Gehirnzellen abtöten.

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Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Huntington werden durch giftige Proteinklumpen verursacht, die sich wie ein Waldbrand im Gehirn ausbreiten.

Jetzt sagen Wissenschaftler, sie hätten herausgefunden, wie bei mindestens einer dieser Krankheiten das Feuer entsteht. Sie haben auch gezeigt, wie es gelöscht werden kann.

Bei dem Befund handelt es sich um die Huntington-Krankheit, eine seltene erbliche Hirnerkrankung, die das Leben des Songwriters Woody Guthrie verkürzte. Die Studie hat jedoch Auswirkungen auf andere degenerative Hirnerkrankungen, einschließlich Alzheimer.

Es „öffnet den Weg“, das ursprüngliche Ereignis zu finden, das zu Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson führt, sagt Corinne Lasmézas, die am Wertheim UF Scripps Institute in Jupiter, Florida, neurodegenerative Erkrankungen erforscht. Sie war nicht an der Studie beteiligt.

Menschen mit Huntington-Krankheit „verlieren allmählich die Kontrolle über ihre Körperbewegungen, entwickeln mit der Zeit geistige Behinderungen und sterben schließlich“, sagt Randal Halfmann, Autor der Studie und Forscher am Stowers Institute for Medical Research in Kansas City, Missouri .

Wie andere neurodegenerative Erkrankungen entsteht auch die Huntington-Krankheit, wenn sich Proteine ​​im Gehirn in eine abnormale Form falten und beginnen, zusammenzukleben. Dann beginnen diese Klumpen abnormalen Proteins, dass sich auch benachbarte Proteine ​​falsch falten und verklumpen.

„Mit fortschreitender Krankheit beobachtet man quasi eine Art Waldbrand“, sagt Halfmann. „Und Sie versuchen herauszufinden, was den Anfang gemacht hat.“

Im Wesentlichen wollte Halfmanns Team das molekulare Streichholz finden, das für den tödlichen Brand verantwortlich war.

Blick in eine Zelle

Dazu mussten sie ein Ereignis aufzeichnen, das flüchtig und normalerweise unsichtbar ist. Man nennt es Nukleation, den Moment, in dem ein fehlgefaltetes Protein beginnt, sich zu aggregieren und zu vermehren.

Das Team entwickelte eine Möglichkeit, Experimente innerhalb einzelner Zellen durchzuführen. Sie verwendeten genetische Veränderungen, um Hunderte von Versionen eines Proteinsegments namens PolyQ zu erstellen, das bei Huntington toxisch wird.

Das Team platzierte verschiedene Versionen von PolyQ in einer Zelle und suchte dann nach Anzeichen von Fehlfaltung und Verklumpung.

„Es ist so, als wäre man in einem dunklen Raum und versucht herauszufinden, welche Form der Raum hat“, sagt Halfmann. „Man stößt immer wieder auf Dinge und irgendwann stößt man oft genug auf Dinge, um genau herauszufinden, wie es aussieht.“

Der Versuch-und-Irrtum-Ansatz habe funktioniert, sagt Halfmann. „Was diesen kleinen Waldbrand im Gehirn auslöst, ist ein einzelnes PolyQ-Molekül.“

Nachdem das Team dieses Molekül identifiziert hatte, konnten sie einen Weg finden, seine Ausbreitung zu verhindern – zumindest im Labor. Der Trick bestand darin, die Zelle mit Proteinen zu überfluten, die die Flamme praktisch erstickten, bevor sie Schaden anrichten konnte.

Der nächste Schritt werde darin bestehen, ein Medikament zu entwickeln, das beim Menschen etwas Ähnliches bewirken kann, sagt Halfmann.

„Letztendlich kommt es nur darauf an, ob wir tatsächlich eine Therapie entwickeln“, sagt er. „Sonst sind es nur Akademiker.“

Die Studie könnte auch zu neuen Behandlungen für andere neurodegenerative Erkrankungen führen, sagt Lasmézas, Behandlungen, die die Kaskade von Ereignissen verhindern, die zu Hirnschäden führen.

„Man muss zurückgehen, wenn das Feuer ausbricht, damit es sich nicht im ganzen Wald ausbreitet“, sagt sie.

Lehren für die Alzheimer-Forschung?

Der Alzheimer-Bereich scheint diese Lektion zu lernen.

Frühe Medikamente zielten auf die großen Amyloid-Plaques im Gehirn von Menschen mit dieser Krankheit ab. Aber diese Medikamente wirkten nicht, vielleicht weil die Plaques, die sie beseitigen wollten, nur die verkohlten Überreste eines bereits verbrannten Waldes sind.

Laut Lasmézas entfernen die neuesten Medikamente wie Lecanemab immer noch große Amyloidklumpen, „aber sie erkennen auch diejenigen, die kleiner und toxischer sind. Und deshalb blockieren sie die neuronale Toxizität effizienter.“

Diese kleineren Klumpen bilden sich, bevor Plaques auftreten, und sind näher an dem Ereignis, das Alzheimer überhaupt auslöst, sagt Lasmézas.

Studien wie die zur Huntington-Krankheit zeigen, dass Wissenschaftler endlich Strategien entwickeln, die Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer verlangsamen oder stoppen, sagt Lasmézas.

„Über den Mechanismus neurodegenerativer Erkrankungen wussten wir lange Zeit nicht viel“, sagt sie. „In den letzten, sagen wir mal 15 Jahren, hat es eine buchstäbliche Explosion des Wissens gegeben.“