Veszikel: Schädigung durch Alpha-Synuclein
Veszikel: Schädigung durch Alpha-Synuclein

Quelle: Fredrik Höök

Entwicklung von Medikamenten

Forscher entschlüsseln das "Parkinson-Protein"

Bei Patienten mit Parkinson lassen sich Klumpen von Alpha-Synuclein im Gehirn nachweisen, das auch als "Parkinson-Protein" bezeichnet wird. Sie zerstören die Zellmembranen und führen schließlich zum Absterben der Zellen. Forscher der Chalmers University of Technology haben jetzt ein Verfahren entwickelt, das zeigt, wie bereits geringe Mengen von Alpha-Synuclein eine Schädigung verursachen können.

Parkinson ist eine unheilbare Krankheit, bei der die Neuronen schrittweise zusammenbrechen und die Gehirnfunktionen gestört werden. Zu den Symptomen kann ein unfreiwilliges Zittern des Körpers gehören. Für die Entwicklung von Medikamenten, die die Krankheit verlangsamen oder stoppen, versuchen Forscher, die molekularen Mechanismen der Rolle von Alpha-Synuclein bei der Degeneration von Neuronen zu verstehen. Die aktuelle Studie konzentriert sich auf zwei verschiedene Arten der membranartigen Veszikel. Dabei handelt es sich um Kapseln aus Lipiden, die als Nachahmung der Membrane in den Zellen eingesetzt werden können. Einer der Veszikel besteht aus Lipiden, die häufig in den synaptischen Veszikeln nachgewiesen werden, der andere enthält Lipide, die mit den mitochondrialen Membranen in Verbindung stehen.

Laut der Forschungsleiterin Pernilla Wittung-Stafshede gelang es, ein Verfahren zu entwickeln, das empfindlich genug ist, um zu beobachten, wie Alpha-Synuclein mit verschiedenen Modell-Veszikeln interagiert. Die Forscher konnten nachweisen, dass das Parkinson-Protein sich an beide Arten von Veszikeln anbindet. Strukturelle Veränderungen verursacht es jedoch nur bei den Mitochondrien-ähnlichen Veszikeln. Diese verformten sich asymetrisch und setzten ihren Inhalt frei.

Ohne fluoreszierende Marker

Das neue Verfahren ermöglicht es, winzige Mengen biologischer Moleküle ohne fluoreszierende Marker zu erforschen. Dies sei ein großer Vorteil bei der Beobachtung natürlicher Reaktionen. Marker beeinflussten häufig die zu untersuchenden Reaktionen. Das gilt vor allem dann, wenn mit kleinen Proteinen wie Alpha-Synuclein gearbeitet wird. Laut Wittung-Stafshede sind die chemischen Unterschiede zwischen den beiden Lipiden sehr gering.

Trotzdem sei es gelungen, dramatische Unterschiede bei den Auswirkungen von Alpha-Synuclein auf die verschiedenen Veszikel festzustellen. "Wir gehen davon aus, dass die Lipidchemie nicht der einzige bestimmende Faktor ist, sondern dass es andere makroskopische Unterschiede zwischen den beiden Membranen gibt. Beispiele dafür sind die Dynamik und die Interaktion zwischen den Lipiden. Niemand hat bisher genau erforscht, was mit dem Membran selbst geschieht, wenn sich Alpha-Synuclein anbindet und schon gar nicht in diese geringen Konzentrationen", so Wittung-Stafshede. Die Forschungsergebnisse wurden in "PNAS" veröffentlicht.


Quelle: Chalmers University of Technology

03.07.2020

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