Enzymaktivität nimmt Schlüsselfunktion ein
16.02.2009
In einer institutsübergreifenden Kooperation ist es Wissenschaftlern der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) gelungen, weitere Einsichten in die körpereigenen Schutzmechanismen gegen die Alzheimer-Erkrankung zu gewinnen. Dabei zeigte sich, dass die enzymatische Aktivität der Alpha-Sekretase maßgeblich für die protektive Wirkung verantwortlich ist. "Wir haben früher schon festgestellt, dass das Enzym Alpha-Sekretase dazu beiträgt, die typischen Plaques-Ablagerungen im Gehirn zu verhindern und die Gehirnleistungen wie das Lern- und Erinnerungsvermögen zu verbessern", teilte Prof. i.R. Dr. Falk Fahrenholz vom Institut für Biochemie mit. Seine Arbeitsgruppe ist vor diesem Hintergrund zusammen mit der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie der Universitätsmedizin sowie der Zentralen Versuchstiereinrichtung ZVTE den Ursachen für diese günstigen Eigenschaften der Alpha-Sekretase nachgegangen.
Alpha-Sekretase ist ein körpereigenes Enzym, das im Gehirn in den Nervenzellen vorkommt und dort einen bestimmten Eiweißstoff spaltet. Dabei entsteht ein lösliches Protein-Fragment, das das Wachstum von Nervenzellen fördert und so der Gehirn-Erkrankung vorbeugt. Wird dagegen das Enzym Beta-Sekretase aktiv, dann nimmt eine Reaktionskette ihren Lauf, die schließlich zu der Alzheimer-Erkrankung mit dem meist vollständigen Gedächtnisverlust führt. "Die Alpha-Sekretase ist sozusagen das schützende Enzym, die Beta-Sekretase das schlechte", so Fahrenholz. "Und wir wollen nun herausfinden, wie wir das 'gute' Enzym aktivieren oder sein Vorkommen im Gehirn erhöhen können, um diese Erkrankung zu bekämpfen."
Zu diesem Zweck haben die Kooperationspartner untersucht, ob der positive Effekt der Alpha-Sekretase auf seiner enzymatischen Aktivität beruht oder ob andere Eigenschaften des Enzyms für die Schutzwirkung verantwortlich sind. Enzyme oder Fermente spielen im gesamten Stoffwechsel eine wichtige Rolle, weil sie zahlreiche biochemische Vorgänge steuern, regulieren oder beschleunigen. "Die Alpha-Sekretase ist ein sehr komplexes Enzym mit vielen anderen Funktionen. Es übermittelt beispielsweise auch Signale aus dem Zellzwischenraum in die Zelle hinein und interagiert mit Molekülen auf anderen Zellen." Fahrenholz und seine Kollegen haben bei ihren Untersuchungen an transgenen Mäusen nun festgestellt, dass allein die enzymatische Aktivität die Schutzfunktionen garantiert. Wird diese Aktivität abgeschaltet, zeigen die Labor-Mäuse genau die Defizite, die für die Alzheimer-Krankheit so typisch sind: verminderte Lernfähigkeit, schlechte Gedächtnisleistung und Ablagerung von Plaques. Die enzymatische Aktivität der Alpha-Sekretase könnte also ein Ansatzpunkt für künftige Therapien darstellen.
Gleichzeitig konnten die Wissenschaftler in ihren Experimenten bestätigen, dass nicht die Plaques-Ablagerungen selbst für die nachlassende Gedächtnisleistung verantwortlich sind. In den Plaques sammeln sich nur die zellschädigenden Stoffe, die in Lösung die Synapsen der Nervenzellen zerstören. "Es ist wichtig, dass man nicht nur die Plaques im Auge hat, sondern vor allem ihre Vorstufen genau betrachtet, die die eigentlichen Verursacher der Krankheit sind", so Fahrenholz.