Neurodegenerative Erkrankungen: Verkehrsstau in der Nervenzelle

An Mäusen haben Forscher einen bislang unbekannten Mechanismus für neurodegenerative Erbkrankheiten entdeckt. Bei den Tieren, die wie Menschen mit Amyotropher Lateralsklerose an einem ständigen Verlust von Nervenzellen leiden, ist ein Gen verändert, das eine wichtige Rolle bei Transport und Verteilung von Stoffen in der Zelle spielt.

Schon seit Jahrzehnten kennen Forscher die Labormaus-Mutante der "Wobbler" – englisch für "Wackler" – als Modell für die Krankheit Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) beim Menschen. Die Tiere leiden an einer fortschreitenden, von Zittern begleiteten Muskellähmung. Ursache für die tödlich verlaufende Krankheit ist das Absterben der großen motorischen Nervenzellen im Rückenmark, die die Muskeln des Bewegungsapparats kontrollieren.

Wobbler-Mäuse | Die Wobbler-Krankheit der Maus und ihre Heilung durch Gentherapie: Drei Mäuse auf einem Gitter zeigen, wie gut sie klettern können. Die linke Maus hat die neurodegenerative Erbkrankheit "wobbler" (wr/wr) und kann die Gitterstäbe nicht mehr greifen wie die normale Kontrollmaus (+/+) hinten rechts. Die ebenfalls normal greifende Maus vorne rechts trägt die Erbanlagen zur Wobbler-Krankheit (wr/wr), wurde aber duch ein künstlich eingebrachtes normales Gen geheilt. Dieser Versuch beweist die Identität des wobbler-Gens mit dem Vps54-Gen.

"Die Symptome ähneln stark denen von ALS-kranken Menschen", erklärt Harald Jockusch von der Universität Bielefeld. "An den Wobbler-Mäusen werden deshalb auch Therapien gegen das Absterben von Nervenzellen getestet." Der betroffene Erbfaktor, das mutierte Gen, blieb jedoch unbekannt.

Doch das Forscherteam um Jockusch und Thomas Schmitt-John, inzwischen an der Universität Aarhus in Dänemark, wurde nun fündig: Ein Defekt in einem Gen namens Vps54 ist die Ursache für den Verlust der Nervenzellen bei der Wobbler-Maus. Dieser Befund wirft ein neues Licht auf mögliche Krankheitsmechanismen, die auch für ALS-kranke Menschen von Bedeutung sein können.

"Im Inneren unserer Körperzellen spielt sich ein reger Containertransport ab", erklärt Schmitt-John dazu weiter. "Die Container sind mikroskopisch kleine Membranbläschen." Bei der Vielzahl verschiedener Transportgüter mit Funktionen an verschiedenen Orten müssen Ladung, Transportrichtung und Zieladresse genau abgestimmt sein.

Die Zielfindung des richtigen Container-Terminals wird durch passgenaue Erkennungsmoleküle vermittelt: die Vesicular protein sorting factors, kurz Vps. Der Bauplan für eines dieser Moleküle ist im Gen Vps54 gespeichert. Ist es defekt, können die Vesikel ihr Ziel nicht finden.

Warum der resultierende "Verkehrsstau" innerhalb der Zelle zu einer Nervenschädigung führt, ist noch nicht vollständig verstanden. "Vermutlich sind Nervenzellen gegen Störungen der Stoffverteilung ganz besonders empfindlich, weil sie ständig Signalstoffe austauschen", erläutert Projektpartner Andreas Lengeling von der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung in Braunschweig.

Was die Forscher hoffen lässt: "Wenn man Wobbler-Mäusen ein funktionierendes Vps54-Gen einführt", berichten Meisler und Lengeling, "werden sie von ihrer Krankheit geheilt". Für den Menschen könnten die beschriebenen Fortschritte in der Grundlagenforschung die Möglichkeit neuer Therapieansätze bringen.