Eine neue Studie mit Würmern könnte helfen zu erklären, wie sich Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson im Gehirn ausbreiten. Manchmal, wenn Neuronen Giftmüll entsorgen, werden benachbarte Zellen krank.
„Normalerweise wäre es eine gute Sache, diesen Müll wegzuwerfen“, sagt Monica Driscoll, Professorin für Molekularbiologie und Biochemie an der Rutgers University. „Aber wir gehen davon aus, dass bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson möglicherweise ein Missmanagement dieses sehr wichtigen Prozesses vorliegt, der eigentlich Neuronen schützen soll, aber stattdessen Nachbarzellen Schaden zufügt.“
Wissenschaftler haben verstanden, wie der Prozess der Beseitigung giftiger Zellsubstanzen intern innerhalb der Zelle abläuft, und ihn mit einer Müllentsorgung verglichen, bei der Abfall beseitigt wird. Sie wussten jedoch nicht, wie Zellen den Müll nach außen abgeben.
„Was wir herausgefunden haben, könnte mit einer Person verglichen werden, die Müll sammelt und ihn am Mülltag nach draußen bringt“, sagt Driscoll. „Sie selektieren und sortieren aktiv den Müll aus den guten Sachen, aber wenn er nicht abgeholt wird, kann der Müll echte Probleme verursachen.“
Arbeiten mit dem transparenten Spulwurm C. elegansForscher entdeckten, dass die Würmer – die eine Lebensdauer von etwa drei Wochen haben – über einen externen Müllbeseitigungsmechanismus verfügen und diese giftigen Proteine auch außerhalb der Zelle entsorgen.
Der Hauptautor Ilija Melentijevic, ein Doktorand in Driscolls Labor, erkannte, was geschah, als er bei einigen Würmern beobachtete, wie sich außerhalb der Zelle ein kleiner wolkenartiger, heller Fleck bildete. Über zwei Jahre hinweg zählte und überwachte er deren Entstehung und Abbau in einzelnen Standbildern, bis er schließlich eines mitten in der Formation erwischte.
„Sie waren sehr dynamisch“, sagt Melentijevic, ein damaliger Student, der drei Nächte im Labor verbrachte und alle 15 Minuten Fotos des Prozesses machte, der durch ein Mikroskop betrachtet wurde. „Man konnte sie nicht oft sehen, und wenn sie doch einmal auftraten, waren sie am nächsten Tag verschwunden.“
Die Forschung mit Spulwürmern hat Wissenschaftlern wichtige Informationen über das Altern geliefert, die bei Menschen und anderen Organismen mit langer Lebenserwartung nur schwer durchführbar wären.
Die Spulwürmer, die so manipuliert wurden, dass sie menschliche Krankheitsproteine produzieren, die mit der Huntington-Krankheit und der Alzheimer-Krankheit in Zusammenhang stehen, warfen noch mehr Müll aus, der aus diesen neurodegenerativen toxischen Materialien bestand. Während benachbarte Zellen einen Teil des Materials abbauten, fressen weiter entfernte Zellen andere Teile der erkrankten Proteine ab.
„Diese Erkenntnisse sind bedeutsam“, sagt Driscoll. „Die Arbeit am kleinen Wurm könnte die Tür zu dringend benötigten neuen Ansätzen zur Bekämpfung von Neurodegeneration und Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson öffnen.“
Die Studie ist veröffentlicht in der Zeitschrift Natur.
Quelle: Rutgers University
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