Laut einer wissenschaftlichen Studie, die an Mäusen durchgeführt wurde, könnte die Wiederherstellung der Proteinproduktion im Gehirn zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit beitragen.
Forscher konnten in der Studie zeigen, dass eine Substanz, die die Proteinsynthese ankurbelt, Mäusen mit kognitiven Problemen hilft, bei gedächtnisassoziierten Verhaltenstests besser abzuschneiden.
Die Forschungsarbeit wurde von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Federal University of Rio de Janeiro und der New York University geleitet und in Science Signaling veröffentlicht.
Das Gehirn wandelt Kurzzeiterinnerungen durch molekulare Veränderungen im Nervensystem in Langzeiterinnerungen um. Die Proteinproduktion in einer Region des Gehirns, dem Hippocampus, ist ein entscheidender Teil dieses Prozesses.
Eine Gruppe von Proteinen, der so genannte eukaryotische Initiationsfaktor 2 (eIF2)-Komplex, hilft bei der Steuerung der Proteinproduktion in den Zellen. Wenn die Zelle jedoch unter Stress gerät, reduziert sie die Proteinproduktion, indem sie eine kleine chemische Gruppe, ein so genanntes Phosphat, an eIF2 anhängt.
Studien mehrerer Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen deuten darauf hin, dass der Mechanismus, der die Anlagerung eines Phosphats an eIF2 steuert, bei Alzheimer und anderen Krankheiten gestört ist.
In dieser kürzlich durchgeführten Studie, fanden die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Federal University of Rio de Janeiro und der New York University heraus, dass das Hirngewebe von verstorbenen Alzheimer-Patienten im Vergleich zu Kontrollpersonen höhere Werte an phosphatmodifiziertem eIF2 aufwies, was die Proteinproduktion verringert.
Die Forscher fanden heraus, dass eine Substanz namens ISRIB (Integrated Stress Response Inhibitor), von der bekannt ist, dass sie die Proteinproduktion nach zellulärem Stress wiederherstellt, die Proteinproduktion erhöhen und das Gedächtnis von Mäusen mit Alzheimer-ähnlichen Symptomen verbessern kann.
Die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen testeten die Wirksamkeit von ISRIB an drei Mausmodellen mit Alzheimer: an Mäusen, denen ein Molekül injiziert wurde, das das Langzeitgedächtnis beeinträchtigt, an Mäusen, denen Beta-Amyloid-Oligomere verabreicht wurden (gedächtnisbeeinträchtigende Proteingifte, die sich im Gehirn von Alzheimer-Patienten ablagern), und an Mäusen, die gentechnisch so verändert wurden, dass sie Merkmale der Alzheimer-Krankheit aufweisen.
Die Wissenschaftler testeten das Gedächtnis dieser Mäuse mit Hilfe von Verhaltenstests. Bei allen drei Modellen schnitten die Mäuse, die über mehrere Tage hinweg täglich ISRIB-Injektionen erhielten, bei den Gedächtnistests besser ab und wiesen höhere Werte bei der Proteinproduktion im Gehirn auf als vor den Injektionen.
Eine Kontrollgruppe von Mäusen hatte keine spürbaren Auswirkungen der Behandlung, was darauf hindeutet, dass ISRIB die Proteinproduktion bei Bedarf reparieren könnte, aber keine Auswirkungen hat, wenn die Bedingungen im Gehirn normal sind.
Die Forschenden weisen darauf hin, dass zwei frühere Studien darauf hindeuteten, dass ISRIB in Mausmodellen keinen Nutzen gegen die Symptome der Alzheimer-Krankheit hatte. In den früheren Studien wurde jedoch eine einzige, hohe Dosis des Wirkstoffs verwendet. In der neuen Studie wurde ISRIB über mehrere Tage hinweg täglich in niedrigeren Dosen verabreicht, was zu einer besseren Wirksamkeit beigetragen haben könnte.
Künftige Studien zur Erforschung der genauen Wirkungsweise von ISRIB zur Verbesserung des Gedächtnisses könnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern dabei helfen, Präparate zu entwickeln, die die Proteinsynthese im Gehirn wiederherstellen und damit wirksame Behandlungsmöglichkeiten für die Alzheimer-Krankheit bieten.
Quellen und Autoren: Federal University of Rio de Janeiro / New York University / NIA / Oliveira MM, et al. Correction of eIF2-dependent defects in brain protein synthesis, synaptic plasticity, and memory in mouse models of Alzheimer’s disease. Science Signaling. 2021;14:eabc5429. doi: 10.1126/scisignal.abc5429.
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