Ludwig-Maximilians-Universität München
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Demenzerkrankungen

Fehlender neuronaler Link gefunden

München, 20.06.2012

Die beiden Proteine FUS und Tau spielen bei häufigen neurodegenerativen Erkrankungen eine entscheidende Rolle. Nun konnte erstmals ein biologischer Zusammenhang zwischen den beiden Molekülen nachgewiesen werden.

Die Frontotemporale Demenz (FTD) und die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) sind zwei heterogene neurodegenerative Erkrankungen, die klinisch unterschiedliche Symptome hervorrufen: ALS führt zu einer schnell voranschreitenden Muskelschwäche. Bei FTD dagegen, der nach der Alzheimerschen Erkrankung zweithäufigsten Demenz bei den unter 65-jährigen, dominieren Veränderungen der Persönlichkeit und des sozialen Verhaltens.

Bekannt war, dass FTD und ALS wohl ein ähnlicher Mechanismus zugrundeliegt, und dass es teilweise fließende Übergänge zwischen den Leiden gibt - wobei dem Protein FUS ("FUsed in Sarcoma") eine tragende Rolle zukommt. Beim gesunden Menschen befindet sich das Protein vor allem im Kern der Nervenzellen (Neuronen) und ist dort an der Verarbeitung vongenetischer Information beteiligt. FUS trägt zur Abschrift des Erbmoleküls DNA in RNA und vor allem zum sogenannten Spleißen bei, bei dem überflüssige RNA-Bereiche entfernt werden.

Krankhafte Ablagerungen
In den Neuronen von ALS- oder FTD-Patienten sammelt sich das Protein aber außerhalb des Kerns im Zellkörper und bildet dort krankhafte Ablagerungen.Ein Team um den LMU-Forscher Professor Dieter Edbauer hat nun erstmals einen Link, also eine biologische Verbindung, zwischen FUS und dem Protein Tau nachgewiesen. Tau ist neben Beta-Amyloid das derzeit wohl am intensivsten untersuchte Protein in der Demenzforschung. Denn diese beiden Moleküle lagern sich im Gehirn von Alzheimer-Patienten ab.

Die Wissenschaftler beobachteten nun, dass sich FUS an die RNA, die die Vorlage zur Synthese von Tau, anlagert und diese dann modifiziert. Lag im Experiment weniger FUS in den Neuronen vor, traten gehäuft längere Tau-RNAs und entsprechend größere Tau-Proteine auf - die auch für verschiedene neurodegenerative Erkrankungen charakteristisch sind. „Möglicherweise beeinträchtigt ein Ungleichgewicht von kurzen und langen Tau-Varianten die Funktion der Nervenzellen und lässt sie vielleicht sogar absterben“, sagt Professor Dieter Edbauer.

Eine Störung - viele Leiden
Eine Reduktion von FUS wirkte sich auf das Zellskelett der Neuronen aus, vor allem an den wachsenden Zellspitzen, die neue Verbindungen zu anderen Zellen bilden. Entsprechende Veränderungen sind von Modellorganismen bekannt, bei denen das Tau-Protein komplett ausgeschaltet und so eine Demenzerkrankung simuliert wurde. Die Forscher werden nun die Veränderungen an Tau und die Auswirkungen des verformten Zytoskeletts bei FTD- und ALS-Patienten genauer untersuchen - vor allem in Zusammenhang mit der FUS-Pathologie.

„Der Link zwischen FUS und der Funktion von Tau ist eine wichtige Entdeckung", sagt Edbauer. „Wir denken, dass die Störung der normalen Tau-Funktion verschiedene Neurodegenerationen auslösen kann.“Die neuen Erkenntnisse könnten damit zu einem besseren Verständnis einer ganzen Reihe von Erkrankungen beitragen. Professor Dieter Edbauer gehört dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen an, das die Studie maßgeblich gefördert hat. (EMBO reports advance online publication 19 June 2012DZNE/suwe

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