Um giftige Proteine schneller abzubauen, können sich Immunzellen im Gehirn bei Bedarf zu Netzwerken zusammenschließen. Das zeigt eine gemeinsame Studie der Universität Bonn, des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und des Institut François Jacob in Frankreich. Bei bestimmten Mutationen, die die Parkinson-Krankheit verursachen können, ist diese Zusammenarbeit jedoch gestört. Die Ergebnisse sind in der renommierten Fachzeitschrift Cell veröffentlicht.
Das Protein Alpha-Synuclein (abgekürzt aSyn) erfüllt wichtige Aufgaben in den Nervenzellen des Gehirns. Doch unter bestimmten Umständen können aSyn-Moleküle verklumpen und unlösliche Aggregate bilden. Diese schädigen die Nervenzellen; sie finden sich zum Beispiel typischerweise im Gehirn von Menschen, die an der Parkinson-Krankheit oder der Lewy-Körperchen-Demenz leiden.
Die Immunzellen des Gehirns, die Mikrogliazellen, versuchen daher, die aSyn-Aggregate abzubauen und zu entsorgen. Dieser Prozess ist nicht nur zeitaufwändig, sondern kann auch dazu führen, dass die Mikrogliazellen selbst zugrunde gehen. "Wir haben nun einen Mechanismus gefunden, der beide Probleme angeht", erklärt Prof. Dr. Michael Heneka. Der Forscher ist Direktor der Abteilung für Neurodegenerative Erkrankungen und Alterspsychiatrie am Universitätsklinikum Bonn und forscht dort und am DNZE zu neurodegenerativen Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer.
Die Forschung legt nahe, dass sich Mikrogliazellen spontan zusammenschließen, um Bedrohungen besser zu bewältigen. Zu diesem Zweck bilden sie röhrenförmige Fortsätze, die an benachbarte Mikrogliazellen andocken. Diese Verbindungen werden dann genutzt, um die aSyn-Aggregate auf die Partner im Netzwerk zu verteilen. Ohne diese Arbeitsteilung müssten einzelne Immunzellen einen Großteil der Abbauarbeit schultern und wären damit überfordert.
Durch die Bündelung der Kräfte wird dies verhindert. Die Verbindungsschläuche erfüllen aber auch noch einen anderen Zweck: Mikrogliazellen können sie nutzen, um ihren Nachbarn auf die Sprünge zu helfen, wenn diese zu sehr in Bedrängnis oder gar in Lebensgefahr sind. "Sie schicken dann Mitochondrien an benachbarte Zellen, die damit beschäftigt sind, die Aggregate abzubauen", erklärt Henekas Kollegin Dr. Hannah Scheiblich. "Mitochondrien funktionieren wie kleine Kraftwerke; sie liefern den gestressten Zellen also zusätzliche Energie."
Bei bestimmten Mutationen, die bei Parkinson-Patienten häufiger zu finden sind, sind sowohl aSyn als auch der mitochondriale Transport beeinträchtigt. Ähnlich verhält es sich bei einer anderen Krankheit, bei der der Abbau von aSyn gestört ist: Die Lewy-Körperchen-Demenz. Forscher haben aus Blutproben von Betroffenen bestimmte Immunzellen, die Makrophagen, isoliert. Diese können mit Hilfe bestimmter regulatorischer Moleküle in mikrogliaähnliche Zellen umgewandelt werden. "Diese waren im Labor noch in der Lage, Netzwerke zu bilden. Allerdings war der Transport von aSyn durch die Verbindungsröhren stark beeinträchtigt", sagt Heneka, die auch Mitglied im Exzellenzcluster Immunosensation2 und im transdisziplinären Forschungsbereich "Leben & Gesundheit" ist.
Die Tatsache, dass sich Mikrogliazellen zusammenschließen können, war bisher unbekannt. "Wir haben die Tür zu einem Gebiet aufgestoßen, das die Forscher sicher noch viele Jahre beschäftigen wird", betont Heneka. Mittelfristig könnten sich dadurch auch neue therapeutische Perspektiven für neurologische Erkrankungen wie die Parkinson-Krankheit oder Demenz ergeben.
Quelle:
Hannah Scheiblich et al: Microglia jointly degrade fibrillar alpha-synuclein cargo by distribution through tunneling nanotubes; Cell