Alzheimer-Grundlagenforschung Den Knoten im Gehirn verhindern: Stoppen diese Peptide die Alzheimer-Demenz?

Anbieter zum Thema

Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg

LAUDA DR. R. WOBSER GMBH & CO. KG

TOSOH Bioscience GmbH

DENIOS AG

Bei Alzheimer verkleben so genannte Tau-Proteine im Gehirn und sorgen so mit für die Symptome der Erkrankung wie Vergesslichkeit und Orientierungsstörung. An der Hochschule Coburg erforscht eine Molekularbiologin mit ihrem Team, wie sich die Aggregation der Tau-Proteine verhindern lässt. Zwei Peptide zeichnen sich als geeignete Blocker ab.

Wenn ein Mensch an Alzheimer erkrankt, verändert sich etwas im Gehirn: Zwei köpereigene Proteine fangen an, sich auf eine spezielle Art zusammenzuballen. Das Amyloid-beta-Peptid verbindet sich mit Peptiden der gleichen Sorte und lagert sich zwischen den Nervenzellen als Plaques im Gehirn ab. Und in den Nervenzellen beginnen Tau-Proteine mit anderen Tau-Proteinen so genannte Tangles oder Fibrillen zu bilden. „Als einzelnes Protein ist Tau sehr wichtig für den Körper“, erklärt Prof. Dr. Susanne Aileen Funke aus der Fakultät Angewandte Naturwissenschaften und Gesundheit der Hochschule Coburg. „Aber sobald es mit sich selbst aggregiert, wird es sehr giftig.“ Nach einiger Zeit sterben die betroffenen Nervenzellen. Alzheimer-Demenz ist eine neurodegenerative Erkrankung. Die Betroffenen verlieren kognitive Fähigkeiten. Mehr und mehr Erinnerungen werden gelöscht, Persönlichkeiten langsam zerstört.

Die Arbeitsgruppe der Coburger Molekularbiologin Funke forscht an kleinen Eiweißwirkstoffen, Peptiden, die an das Tau-Protein binden. So wird verhindert, dass Tau mit sich selber aggregieren kann. „Im Reagenzglas funktioniert das und wir haben inzwischen erste Zellkulturversuche durchgeführt.“ Von einem Medikament ist das Projekt noch weit entfernt, sagt die Wissenschaftlerin: „Da müssen noch einige Zellkulturversuche folgen und für die weitere Entwicklung braucht es Kooperationspartner.“ Bis die Wirkstoffe in der Pharmaindustrie weiterentwickelt und getestet werden, können Jahre, vielleicht Jahrzehnte vergehen.

Forschung: Potenzial mobiler Gedächtnistests

App kann Symptome von Alzheimer erkennen

Stand der Forschung – und ein optimistischer Blick

Funke hielt Anfang März 2024 einen Vortrag auf der 18th International Conference on Alzheimer’s and Parkinson’s Diseases (AD/PD), einer der wichtigsten europäischen Tagungen zum Thema mit 4.700 Teilnehmenden aus über 70 verschiedenen Ländern. „Die Atmosphäre war diesmal anders, es herrscht eine Art Aufbruchsstimmung“, sagt die Alzheimer-Forscherin. „Es ist ja so, dass sehr, sehr lange keine neuen Medikamente zugelassen worden sind.“ Nur die Symptome von Alzheimer konnten bisher behandelt werden. „Jetzt sind aber beispielsweise in den USA erste Therapien zugelassen worden, die den Krankheitsverlauf verändern können.“

Der Effekt sei allerdings nicht so deutlich wie erhofft, die Medikamente sind teuer, haben Nebenwirkungen und müssen in einer sehr frühen Phase der Krankheit verabreicht werden, was oft schwierig umzusetzen ist. Denn meist werde Alzheimer erst diagnostiziert, wenn die Symptome deutlich werden. Bis dahin sind durch die Krankheit aber unbemerkt schon viele Schäden im Gehirn entstanden, weil sie schon viele Jahre vor den auffälligen Symptomen wie Vergesslichkeit und Orientierungsstörungen.

Konter gegen Proteinaggregation

Funke leistet mit ihrer Forschung einen wichtigen Beitrag, um die Erkrankung besser zu verstehen und Behandlungsoptionen zu entwickeln: Am Institut für Bioanalytik der Hochschule Coburg wurde mit Methoden wie dem so genannten Phagen-Display-Verfahren zwei D-Peptide gefunden, die an genau den richtigen Stellen des Tau-Proteins andocken. D-Peptide bestehen aus D-Aminosäuren, diese sind das räumliche Spiegelbild natürlicher L-Aminosäuren. Sie kommen so in der Natur nicht vor und werden im Körper nicht so schnell wie natürliche Peptide durch körpereigene Abwehrsysteme angegriffen. Entscheidend für die gefährliche Verbindung mehrerer Tau-Proteine sind die Hexapeptid-Motive PHF6* und PHF6 – bestimmte kurze Bereiche im Tau-Protein. Funkes Arbeitsgruppe fand dafür zwei ideale D-Peptide, welche die Aggregation von Tau-Proteinen verändern: MMD3 bindet an PHF6* und ISAD1 an PHF6.

Vorsichtige Fortschritte – und noch viel zu tun

„Wir haben die Fähigkeit der D-Peptide, an Tau zu binden und dessen Fibrillierung zu verändern, durch biochemische, biophysikalische und bioinformatische Methoden untersucht“, sagt Funke. Außerdem hat das Forscherteam in ersten Zellkulturexperimenten gezeigt, dass die D-Peptide von den Zellen effizient aufgenommen werden und in der Praxis tatsächlich die giftige Reaktion der Tau-Peptide hemmen. „Das kann sehr interessant für eine Therapie von Alzheimer sein“, sagt die Professorin vorsichtig. Alzheimer sei eine sehr komplexe Krankheit, bei der die Ursachen und Zusammenhänge immer noch nicht ganz klar sind. Außerdem sei unklar, inwieweit die beobachteten Effekte in Reagenzglas und Zellkultur genauso im Gehirn eines Menschen ablaufen.

„Es sind noch viele Schritte nötig, bis MMD3 und ISAD1 vielleicht als Therapeutika für ein frühzeitiges Eingreifen in die Alzheimer-Krankheit entwickelt werden“, betont Funke und will keine falschen Hoffnungen schüren. „Es kann immer ein Punkt kommen, an dem es kippt, an dem man merkt: Hier funktioniert es doch nicht.“ Aber immerhin sei bereits für eine Reihe anderer D-Peptide gezeigt worden, dass sie nach oraler Verabreichung die Blut-Hirn-Schranke überwinden – ein wichtiger Punkt, damit ein Medikament in den Hirnzellen wirken kann. Alle Tests, Versuche und Ergebnisse seien bisher positiv gelaufen. Jetzt sucht die Professorin Kooperationspartner, um das Thema weiter voranzutreiben. Wenn die Forschung weiter positiv verläuft und in einer Medikamentenentwicklung mündet, dauert es in der Regel nochmal mindestens 10 bis 15 Jahre, bis ein solches Medikament zugelassen wird. „Aber es sieht wirklich aus, als könnte was draus werden“, schließt Funke.

Weiterführende Literatur: Aillaud, I., Kaniyappan, S., Chandupatla, R.R. et al.: A novel D-amino acid peptide with therapeutic potential (ISAD1) inhibits aggregation of neurotoxic disease-relevant mutant Tau and prevents Tau toxicity in vitro, Alz Res Therapy 14, 15 (2022); DOI: 10.1186/s13195-022-00959-z

(ID:50037860)