Eine aktuelle Forschungserfolg aus Köln bietet neue Einblicke in die Mechanismen der Alzheimer-Krankheit. Wissenschaftler*innen des Instituts für Humangenetik und des Zentrums für Molekulare Medizin Köln (ZMMK) haben eine spezielle Form des Tau-Proteins identifiziert, die entscheidend für die Toxizität von Proteinklumpen in menschlichen Neuronen verantwortlich ist. Das Forschungsteam unter der Leitung von Dr. med. Dr. rer. nat. Hans Zempel hat in einer Studie, die in der Fachzeitschrift „Alzheimer’s & Dementia“ veröffentlicht wurde, die Isoform 1N4R des Tau-Proteins eingehend untersucht. Diese Isoform vermittelt die schädlichen Auswirkungen von Proteinaggregaten in menschlichen Gehirnzellen, was für das Verständnis und die Behandlung von Alzheimer von großer Bedeutung sein könnte. Uni-Köln berichtet, dass durch die Verwendung menschlicher induzierter pluripotenter Stammzellen (iPSCs) die Auswirkungen verschiedener Tau-Formen in Nervenzellen umfassend analysiert werden konnten.
Die iPSCs, die aus anderen Zelltypen, wie Hautzellen, gewonnen und in Gehirnzellen umprogrammiert werden, ermöglichen es den Wissenschaftler*innen, die Tau-Isoformen genau zu untersuchen. Der innovative Einsatz modernster Techniken wie CRISPR/Cas9 und Live-Zell-Bildgebung hat dabei die Forschung maßgeblich vorangetrieben. Dr. rer. nat. Sarah Buchholz, die Erstautorin der Studie, hebt hervor, dass die Identifikation von 1N4R-Tau als potenzielles Ziel für zukünftige Therapien einen entscheidenden Schritt im Kampf gegen Alzheimer darstellen könnte. Dennoch betonen die Forscher, dass es weitere Studien in Tiermodellen bedarf, um die Ergebnisse zu validieren und konkrete therapeutische Ansätze zu entwickeln.
Die Rolle des Tau-Proteins in der Neurodegeneration
Zusätzlich zu den jüngsten Ergebnissen ist bekannt, dass das menschliche MAPT-Gen, aus dem Tau-Proteine entstehen, durch alternatives Splicing sechs gehirnspezifische Isoformen erzeugt. Ungleichgewichte in dem Verhältnis dieser Isoformen sind eng mit der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen verbunden. In vielen Tauopathien, zu denen auch Alzheimer gehört, sind intrazelluläre Aggregate von hyperphosphoryliertem Tau charakteristisch, was zu einem erheblichen Verlust neuronaler Funktionen führt. PubMed beschreibt, dass die Klassifizierung von Tauopathien auf den in pathologischen Ansammlungen vorhandenen Isoformen beruht, was die Dringlichkeit unterstreicht, die Rolle von Tau-Isoformen in der Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen weiter zu erforschen.
Die Tau-pathologischen Veränderungen, einschließlich phosphorylierter Tau-Muster und neurofibrillärer Tangles, korrelieren besser mit dem Schweregrad von Demenz als die bislang häufig fokussierten Amyloid-β-Ablagerungen. Äußere und innere Therapieansätze, die auf Tau abzielen, gewinnen zunehmend an Bedeutung, da initiale Therapien gegen Amyloid-β sich als weitgehend ineffektiv erwiesen haben. Laut einer Analyse auf PMC werden im Moment mehrere klinische Studien durchgeführt, die Strategien zur Bekämpfung der Tau-pathologischen Veränderungen verfolgen, darunter Immuntherapien und Inhibitoren der Tau-Aggregation.
Ausblick auf zukünftige Therapien
Die Forschung legt nahe, dass eine Kombination von Therapien, die sowohl tau als auch Amyloid-β ansprechen, in der Zukunft möglicherweise effektiver sein könnte. Es wird zunehmend anerkannt, dass der Beitrag der verschiedenen Tau-Isoformen zur Neurodegeneration weitgehend unklar bleibt, was die Notwendigkeit weiterer Grundlagenforschung zum Tau-Protein unterstreicht. Herausforderungen in der Wirksamkeit von Antikörpern und spezifischen Therapieansätzen zeigen, dass ein tiefergehendes Verständnis der Tau-pathologischen Prozesse für die Entwicklung zielgerichteter therapeutischer Interventionen essenziell ist.
Der interdisziplinäre Ansatz zur Erforschung der Alzheimer-Krankheit und die Verwendung menschlicher Zellmodelle sind entscheidend für zukünftige Fortschritte. Der Weg zur effektiven Behandlung von Alzheimer könnte über die gezielte Manipulation des Tau-Proteins und ein verbessertes Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen führen.