Wissenschaftler haben eine besondere Ansammlung eines bestimmten Proteins im Gehirn von Menschen mit Dementia praecox entdeckt, was Forscher auf eine mögliche Ursache, ein diagnostisches Werkzeug und letztendlich ein therapeutisches Ziel hinweist. Wissenschaftler des Molekularbiologischen Labors des Medical Research Council (MRC) haben herausgefunden, dass sich das TAF15-Protein während der Entwicklung einer frontotemporalen Demenz abnormal ansammelt.
Während die Proteinaggregation und die Amyloidbildung bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen intensiv erforscht werden, sind die Wirkmechanismen bei frontotemporaler Demenz bisher der Wissenschaft verborgen geblieben.
„Diese Entdeckung verändert unser Verständnis der molekularen Grundlagen der frontotemporalen Demenz“, sagte Dr. Benjamin Ryskeldi-Falcon, Hauptautor der Studie. „Dies ist eine seltene Entdeckung und ein neues Mitglied einer kleinen Gruppe von Proteinen, von denen bekannt ist, dass sie bei neurodegenerativen Erkrankungen aggregieren.“
„Nachdem wir dieses Schlüsselprotein und seine Struktur identifiziert haben, können wir damit beginnen, es gezielt für die Diagnose und Behandlung dieser frontotemporalen Demenz einzusetzen, ähnlich wie Strategien, die auf die Aggregation der Proteine Amyloid-Beta und Tau abzielen, die charakteristisch für die Alzheimer-Krankheit sind“, fügte er hinzu.
Forscher verwendeten Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM) mit atomarer Auflösung, um die Gehirne von vier verstorbenen Patienten mit frontotemporaler Demenz zu untersuchen. Sie hoffen, mehr über die Aggregation des FUS-Proteins zu erfahren, das bisher als Krankheitsursache galt. Allerdings entdeckten sie in TAF15 einen neuen molekularen Bösewicht.
Erstautor Stephan Tetter sagte: „Dies war ein unerwartetes Ergebnis, da vor dieser Studie weder bekannt war, dass TAF15 Amyloidfilamente bei neurodegenerativen Erkrankungen bildet, noch die Struktur dieses Proteins existierte. Die Kryo-Elektronenmikroskopie hat unser Verständnis der molekularen Pathologie von Demenz und weiteren neurodegenerativen Erkrankungen verändert und uns Erkenntnisse geliefert, die frühere Techniken nicht liefern konnten.“
Darüber hinaus entdeckten die Forscher, dass TAF15 auch mit Motoneuronerkrankungen (MND) in Zusammenhang steht, was neue Forschungswege eröffnet, in der Hoffnung, bessere Diagnosen und Behandlungen für diese fortschreitende neurologische Erkrankung zu entwickeln.
„Einige Menschen mit frontotemporaler Demenz leiden auch an einer Motoneuronerkrankung, einer Krankheit, bei der Patienten allmählich die Kontrolle über ihre Muskeln verlieren“, sagte Dr. Ryskeldi-Falcon. „In dieser Studie litten zwei Menschen, die ihr Gehirn gespendet hatten, an beiden Erkrankungen. Bei diesen Menschen fanden die Forscher die gleiche Häufung von TAF15 in Bereichen des Gehirns, die mit Motoneuronerkrankungen assoziiert sind.“
Frontotemporale Demenz ist eine fortschreitende Degeneration der Frontal- und Temporallappen des Gehirns – der Bereiche, die Persönlichkeit, Verhalten und Emotionen regulieren – und wird Dementia praecox genannt, da sie am häufigsten bei Menschen im Alter von 45 bis 65 Jahren diagnostiziert wird. In etwa 10 Prozent der Fälle scheint dieses „Schurken“-Protein an der Wurzel zu liegen.
Es ist immer noch unklar, wie TAF15 zu Demenz und MND beiträgt und welche möglichen Zusammenhänge zwischen ihnen bestehen könnten, aber dies ist der nächste Schritt für MRC-Wissenschaftler.
„Wir untersuchen jetzt, ob bei Menschen mit Motoneuronerkrankungen abnormale Aggregate von TAF15 vorhanden sind, auch wenn keine frontotemporale Demenz vorliegt“, sagte Dr. Ryskeldi-Falcon. Er fügte hinzu: „Aufgrund der technischen Herausforderungen bei der Durchführung der Kryo-Elektronenmikroskopie konnten wir nur die Gehirne von vier Personen untersuchen. Da wir nun jedoch die Schlüsselproteine und ihre Strukturen kennen, ist es möglich, Werkzeuge zu entwickeln, um in Hunderten von Patientenproben nach diesen abnormalen Proteinaggregaten zu suchen und zu testen, wie weit sie verbreitet sind.“
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.