Eines der charakteristischen Anzeichen von Morbus Alzheimer sind die Beta-Amyloid-Plaques. Eine Studie zeigt nun: Die Produktion dieser Proteine kann durch Modulation der Zellmembran beeinflusst werden.
Ein charakteristisches Kennzeichen der Alzheimer-Demenz sind Ablagerungen von Amyloid-β Proteinen, die verklumpen und Plaques im Gehirn bilden. Gebildet wird Amyloid-β von einem Enzym in den zellulären Membranen. Ein Team um Prof. Harald Steiner und Dr. Edgar Dawkins vom Biomedizinischen Centrum der LMU konnte nun zeigen, dass die Produktion von Amyloid-β durch die Membrandicke beeinflusst wird.
Zelluläre Membranen bestehen bekanntlich aus Lipiddoppelschichten. Indem weitere Lipide extern zugeführt werden, lassen sie sich verdicken, was ihre Eigenschaften verändert. Bereits in früheren Studien konnte Steiners Team in zellfreien Modellsystemen zeigen, dass solche Veränderungen die Produktion von Amyloid-β beeinflussen. Dieser Effekt tritt auf, weil das Schlüsselenzym für die Produktion von Amyloid-β – die γ-Sekretase – innerhalb der Membran lokalisiert ist.
Nun haben die Forscher nachgewiesen, dass diese grundlegenden Mechanismen auch in Zellen gelten. Dafür entwickelten sie zunächst Methoden, um in Zellkulturen die Eigenschaften lebender Zellmembranen zu modifizieren. Auf diese Weise konnten sie zeigen, dass die Zugabe einer langkettigen Fettsäure tatsächlich zu Umbauten in den Zellmembranen führte. Diese Modulation der Membranzusammensetzung ging dann auch mit Veränderung der Aktivität der γ-Sekretase einher.
Auf welche Weise dies die Produktion von Amyloid-β beeinflusste, war dabei uneinheitlich: „Obwohl unser Ziel darin bestand, die Produktion von Amyloid-β zu unterdrücken, stellten wir fest, dass die Lipidbehandlungen komplexe Auswirkungen auf die Produktion dieses Proteins in biologischen Systemen haben“, berichtet Dawkins. „Je nach genetischem Hintergrund der von uns verwendeten Zellen konnten wir die Mengen an Amyloid-β verringern oder vergrößern.“
In ihren Ergebnissen sehen die Wissenschaftler langfristig neue Impulse für lipidbasierte Behandlungsstrategien der Alzheimer-Demenz. „Unsere Studie enthält hierzu wichtige Überlegungen, die Forscher bei der Bewertung potenzieller lipidbasierter Ansätze anstellen sollten,“ sagt Steiner – betont aber, dass deren Umsetzung in die Praxis noch in ferner Zukunft liegt.
Dieser Artikel beruht auf einer Pressemitteilung der Ludwig-Maximilians-Universität München. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Joseph Barrientos, unsplash
