Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine unheilbare Erkrankung des zentralen Nervensystems. In den meisten Fällen ALS tödlich innerhalb kurzer Zeit nach der Diagnose. Allerdings, die Menschen manchmal Lebe mit der Krankheit seit Jahrzehnten, wie der Astrophysiker Steven Hawking. Was passiert im Körper von ALS-Patienten? Muskelbewegungen gesteuert wird durch spezialisierte Neuronen, die sogenannten Motoneuronen. Während der Verlauf der Erkrankung der motorischen Nervenzellen sterben allmählich. Wie ALS fortschreitet, leiden Patienten zunehmend an Muskelschwäche und-Lähmung, die dazu führt, Rede -, Bewegungs-und Schluckstörungen und schwere Einschränkungen im täglichen Leben.
Welche Prozesse führen zu neuronalen Tod? Dies ist noch nicht vollständig verstanden, aber die Forschung hat gezeigt, dass änderungen im Verhalten bestimmter Proteine in direktem Zusammenhang mit der ALS. Eines dieser Proteine ist die RNA-binding protein FUS (Fused in Sarcoma), die spielt eine entscheidende Rolle in den Zellen, da es regelt genetische boten und beteiligt sich an der Interaktion der verschiedenen Proteine. Mutationen im FUS verursachen FUS zu hinterlegen und zu aggregieren im Zytoplasma, verursacht eine der aggressivsten Formen von ALS.
Lara Marrone und Jared Sterneckert vom Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) an der technischen Universität Dresden (TUD), zusammen mit kooperierenden Wissenschaftlern aus Deutschland, Italien, den Niederlanden und den USA, haben nun herausgefunden, dass die Interaktionen zwischen RNA-bindende Proteine sind wichtiger ALS-Pathogenese als bisher angenommen. In Ihrem jüngsten Papier, das Forscherteam zeigte, dass eine verminderte FUS protein-protein-Interaktionen zu einer Störung des Gleichgewichts (Homöostase) der RNA-bindenden Proteine, die trägt wesentlich zur degeneration der Neuronen. Die Wissenschaftler zeigten auch, dass Arzneimittel-induzierte protein-degradation (autophagie) reduziert den pathologischen Prozessen verknüpft abweichend angesammelt FUS. Anregende autophagie gerettet diese RNA-bindenden Proteine und der reduzierten neuronalen Tod. Diese Verbesserungen wurden beobachtet, in der Zelle-Kultur-Experimente mit reprogrammierten Stammzellen (iPS-Zellen) von Patienten und validiert mit wie die Fruchtfliege als Modellorganismus.
Lara Marrone, PhD-student an der CRTD und führen Autor der Studie, erklärt: „Mislocalised FUS überwältigt den protein-Abbau-Maschinerie, wodurch FUS zu akkumulieren innerhalb des Zytoplasma. Dies löst einen Teufelskreis, der ein weiteres Hindernis für die zelluläre protein-Qualitätskontrolle-Systeme verantwortlich für die Aufrechterhaltung der protein-Homöostase. Dies ist der Grund, warum wir spekulierten, dass die Verstärkung der autophagie könnte auch verbessern die beobachteten RNA-bindenden Phänotypen.“ Die Sterneckert Gruppe wird nun untersuchen, inwieweit eine Verbesserung der autophagie ist ein möglicher therapeutischer Ansatz für die ALS-Patienten. Ein weiteres Ziel Ihrer Forschung ist die Verwendung von RNA-bindenden Proteinen in patientenproben als Biomarker für die Erkrankung.
Die Ergebnisse der Wissenschaftler berichtet in der Fachzeitschrift Acta Neuropathologica. Ihre Forschung wurde finanziert durch die TU Dresden / CRTD, der deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), das Gemeinsame EU-Programm — Neurodegenerative Disease Research, Robert-Packard-Center für ALS-Forschung, das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), des US National Institute of Health, Max-Planck-Gesellschaft, der European Research Council, der die Muskeldystrophie Association, der Deutsch-Myopathie-Gesellschaft, die Initiative Therapieforschung ALS-e.V., der Petermax-Müller-Stiftung, die Hans-und Ilse-Breuer-Stiftung und der Humboldt-Stiftung. Es wurde durchgeführt in Kooperation mit Universitäten und Forschungseinrichtungen in ganz Europa (Aachen, Amsterdam, Dresden, Hannover, Mailand, Münster) und den USA (Pittsburgh, San Francisco). Zusätzlich wurde es unterstützt durch das Zentrum für Molekulare und Zelluläre Biotechnologie (CMCB) an der TUD.
Jared Sterneckert und sein team induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) zu untersuchen, neurodegenerativen Erkrankungen wie ALS und Morbus Parkinson. Sie führen Ihre Studien am CRTD, wo top-Forscher aus mehr als 30 Ländern sind der Entschlüsselung der Prinzipien der Zell-und Gewebe-regeneration nach Krankheit-Diagnose und Behandlung. Das CRTD links das Labor mit der Klinik verbindet Wissenschaftler mit ärzten und nutzt know-how in die Stammzellen-Forschung, Genom-editing-und Gewebe-regeneration-alle für ein Ziel: die Aushärtung von neurodegenerativen Erkrankungen wie als, Alzheimer und Parkinson-Krankheit, hämatologische Erkrankungen wie Leukämie, Stoffwechselerkrankungen wie diabetes, sowie Augen-und Knochen-Erkrankungen, die Verwendung neuartiger Diagnostika und Therapien.