Schlüsselprotein zum Verständnis und Behandlung von Alzheimer identifiziert

Ein Kölner Forschungsteam hat einen bedeutenden Durchbruch im Verständnis der Rolle des Tau-Proteins bei der Alzheimer-Krankheit erzielt. Das internationale Team konnte mit Hilfe von menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) nachweisen, dass eine spezielle Form des Tau-Proteins, bekannt als 1N4R-Isoform, für die Vermittlung der giftigen Auswirkungen von Proteinklumpen in menschlichen Gehirnzellen ist.  Die Studie, unter der Leitung von Dr. med. Dr. rer nat. Hans Zempel aus dem Institut für Humangenetik und Career Advancement Program (CAP)- Gruppenleiter am Zentrum für Molekulare Medizin Köln (ZMMK), jeweils Uniklinik und Universität zu Köln mit dem Titel „The TAU isoform 1N4R confers vulnerability of MAPT knockout human iPSC-derived neurons to Amyloid beta and phosphorylated TAU-induced neuronal dysfunction”, wurde in der Fachzeitschrift Alzheimer's & Dementia veröffentlicht.

Wenn ein Mensch an Alzheimer erkrankt ist, bilden sich in Gehirnzellen Ansammlungen von bestimmen Proteinen, die Klumpen formen und so den normalen Zellbetrieb einschränken oder sogar für den Tod der Zelle sorgen. Dr. Buchholz und das Team um Herr Dr. Dr. Zempel haben mit mordernsten Techniken wie der Genschere CRISPR/Cas9 und Live-Zell-Bildgebung in menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) nachgewiesen, dass die 1N4R-Tau-Isoform für die pathologischen Auswirkungen auf die Zelle verantwortlich sind. Bei iPSCs handelt es sich um menschliche Stammzellen, die aus ursprünglich anderen Zellen gewonnen wurden. Zellen der Haut können beispielsweise zu iPSCs umprogrammiert werden und dann aus diesem Stadium dazu gebracht werden, sich in Gehirnzellen (Neuronen) zu entwickeln. Die Wissenschaftler*innen testeten verschiedene Formen des Tau-Protein, indem sie diese gezielt in Nervenzellen exprimierten. So konnten die Forschenden auswerten, welchen Effekt die einzelnen Proteinformen auf die Zelle haben. "Diese Studie stellt einen bedeutenden Fortschritt in unserem Verständnis der Mechanismen der Alzheimer-Krankheit dar. Indem wir 1N4R-Tau als Schlüsselspieler identifizieren, haben wir ein potenzielles neues Ziel für künftige Behandlungen entdeckt", sagt Dr. rer. nat. Sarah Buchholz, Erstautorin der Studie.  Der interdisziplinäre Ansatz der Studie fördert nicht nur das Verständnis der Alzheimer-Krankheit, sondern demonstriert auch die Aussagekraft menschlicher Zellmodelle in der neurodegenerativen Forschung. Weitere Studien, insbesondere Validierung der Ergebnisse in adäquaten Tiermodellen, und die Entwicklung von konkreten Therapeutika, die in diesen Prozess eingreifen, sind nötig, um diese Forschungsarbeit in die klinische Anwendung zu bringen.