zur Navigation zum Inhalt
© Xinhua / imago
Berühmter ALS-Patient: der britische Astrophysiker Stephen Hawking.
 
Neurologie 29. März 2013

Mutiertes Gen lässt Nervenzellen sterben

Wiener identifizieren Mechanismus für die Entstehung der amyotrophen Lateralsklerose.

Der britische Astrophysiker Stephen Hawking ist der wohl bekannteste Patient mit der Diagnose amyotrophe Lateralsklerose (ALS), auch bekannt als Lou-Gehring-Syndrom, einer fortschreitenden Erkrankung des Nervensystems, die unweigerlich zum Abbau der Körpermuskulatur und in fast allen Fällen zum Tod führt.

Forscher am Wiener Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) haben nun einen völlig neuen Mechanismus für die Entstehung von Erkrankungen der Motoneuronen identifiziert. Die Erkenntnisse könnten Grundstein zur Entwicklung möglicher Therapien für diese bisher unheilbaren Erkrankungen sein.

Genfunktion im lebenden Organismus nachgewiesen

Das Team um Josef Penninger und Javier Martinez hat in Zusammenarbeit mit einer internationalen Forschergruppe einen fundamentalen Mechanismus entdeckt, wie die Motoneuronen – Nervenzellen, die für die Reizweiterleitung und Stimulierung der Muskulatur verantwortlich sind – absterben. Der Verlust dieser Motoneuronen in Mäusen, die eine genetische Mutation im Gen CLP1 haben, führt zu schweren fortschreitenden Muskellähmungen und eventuell zum Tod.

„Wir arbeiten seit langem daran, die Funktion des CLP1 Gens in einem lebenden Organismus aufzuklären. Um dies zu tun, entwickelten wir Mausmodelle, in denen die Funktion von CLP1 genetisch inaktiviert wurde. Völlig unerwartet haben wir entdeckt, dass eine Inaktivierung von CLP1-Zellen anfälliger für oxidativen Stress macht, was zu einer erhöhten Aktivität des Proteins p53 und in Folge zur unwiderruflichen Zerstörung von Motoneuronen führt“, erklärt Toshikatsu Hanada, Postdoc bei Josef Penninger und, gemeinsam mit Stefan Weitzer, Erstautor der Studie.

Stephen Hawking als berühmtester Patient

Erkrankungen der Motoneuronen wie ALS oder spinale Muskelatrophie sind chronische Erkrankungen des zentralen Nervensystems. Dabei kommt es zur Schädigung der motorischen Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark. Die Nerven regen die Muskeln nicht mehr zur Bewegung an. Der Abbau der Nervenzellen äußert sich in erster Linie als Muskelschwäche und Muskelschwund, sowie in Schluck- und Sprachproblemen. Stephen Hawking erhielt die Diagnose bereits vor 50 Jahren. Aber nicht alle Patienten mit ALS leben so lange. Es gibt derzeit keine Behandlungsmöglichkeiten. Fast alle Patienten sterben nach einigen Jahren an einer Lähmung der Atemmuskulatur.

Neuer Krankheitsmechanismus

Die Wissenschaftler rund um Martinez sind Spezialisten auf dem Gebiet der Erforschung von Ribonukleinsäure (RNA) und hatten in einer früheren Studie das Gen CLP1 entdeckt. Die genaue Funktion von CLP1 in RNA-Biologie war bisher unklar. „Durch die Inaktivierung von CLP1 haben wir eine bis dato unbekannte RNA-Spezies entdeckt“, so Martinez. „Die Ansammlung dieser RNA ist eine Folge von erhöhtem oxidativen Stress in der Zelle. Wir betrachten dies als einen Auslöser für den Abbau der motorischen Nervenzellen, wie er bei ALS und anderen Nervenkrankheiten vorkommt. Unsere Erkenntnisse beschreiben dadurch einen völlig neuen Entstehungsmechanismus für neuronale Erkrankungen.“

Missing Link

Penninger, wissenschaftlicher Direktor am IMBA, ist von den Erkenntnissen seiner Forscher begeistert: „Die Rolle von CLP1 bei der Entstehung von Erkrankungen der Motoneuronen stellt ein völlig neues Prinzip dar, wie Erkenntnisse aus der RNA-Forschung bisher unbekannte biologische Reaktionen auf oxidativen Stress aufdecken können. Fast alle genetischen Mutationen, die bisher in ALS-Patienten gefunden wurden, betreffen entweder den RNA-Metabolismus oder oxidativen Stress. Unsere Arbeit könnte den lang gesuchten Missing Link entdeckt haben, wie diese beiden biologischen Systeme miteinander kommunizieren und bei Veränderungen unheilbare Erkrankungen wie ALS auslösen“.

Weitzer sieht in den Ergebnissen großes Potenzial für die Zukunft: „Möglicherweise kann man dieses Prinzip auch in anderen Krankheiten finden und mit den gewonnenen Erkenntnissen die Entwicklung von Therapien für bisher unheilbare Erkrankungen vorantreiben. In unserer Arbeit beschreiben wir auch, dass das Protein p53 den Verlust von Motoneuronen reguliert. Eine Inaktivierung von p53 rettet CLP1-mutierte Mäuse vor dem sicheren Tod.“ Gelingt es, diese Erkenntnis auf Menschen zu übertragen, hätte man eventuell einen Therapieansatz entdeckt, um ALS und ähnliche Erkrankungen zu heilen.

Originalstudie:

Hanada T et al.: Natur. 2013; doi: 10.1038/nature11923

Zu diesem Thema wurden noch keine Kommentare abgegeben.

Mehr zum Thema

<< Seite 1 >>

Medizin heute

Aktuelle Printausgaben