Forscher link hohe Kalzium-Spiegel in den Mitochondrien zu neuronalen Tod in der Alzheimer-Krankheit

Zum ersten mal mit einem Maus-Modell der Alzheimer-Krankheit, Wissenschaftler haben belegt, dass ein link zwischen erhöhter calciumkonzentrationen in Mitochondrien und neuronalen Tod im lebenden Gehirn. Dieser Zusammenhang war zuvor in der Zellkultur, aber da dieses Phänomen in lebenden Mäusen macht es wahrscheinlicher, dass diese in den Menschen geschieht auch und könnte zu einem neuen Ziel für die Alzheimer-Krankheit.

„Wir konnten zeigen, mitochondriale Kalzium-fehlregulation in den Neuronen der lebenden Mäusen mit Alzheimer-ähnlichen Symptomen mit modernster live-imaging-Methoden“, sagt der Erstautor der Studie, Maria Calvo-Rodriguez, Ph. D., Der senior-Autor ist Brian J. Bacskai, Ph. D. Sie sind beide von der Abteilung für Neurologie am Massachusetts General Hospital.

Ihre Mitarbeiter enthalten Forscher von der Harvard School of Public Health und School of Medicine at Instituto de Investigacion Biomedica de Cadiz (INIBICA) in Spanien. Diese Studie wurde kürzlich veröffentlicht in „Nature Communications“.

Eines der bestimmenden Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit ist die Ablagerung von amyloid-beta (Aß) – plaques und der Verlust von Neuronen. Die Akkumulation von Aß hat lange gedacht worden, um ein auslösen der Krankheit, aber die genaue Mittel, mit denen die Neuronen sterben bei Alzheimer ein Rätsel bleiben, und die Aß-Theorie geworden ist, umstritten, weil so viele Wirkstoff-Kandidaten-targeting Aß versagt haben, die in klinischen Studien.

Einer der Effekte von Aß-plaques ist, dass Sie verursachen hohe calcium-ion (Ca –2 )- Level in den Zellen des Gehirns. Es gibt auch Hinweise, dass, zumindest in der Zellkultur Exposition von Aß erhöhen kann, Ca2 Ebenen innerhalb der Mitochondrien und führen zu neuronalen Tod. Mitochondrien beeinflussen, Ca2 – Signaltransduktion in Neuronen durch die „mitochondriale Kalzium-uniporter“, das dauert bis Ca2 in die Mitochondrien. Die Untersuchung dieses Mechanismus in lebenden Mäusen wurde behindert durch das fehlen von Technologien, die empfindlich genug, um direkt einschätzen Ca2 Ebenen in Mitochondrien, im lebenden Gehirn.

Um die Beziehung zwischen Ca2 , Mitochondrien und neuronalen Tod, Calvo-Rodriguez und Ihre Kollegen kombiniert, multiphotonen-Mikroskopie mit einem ratiometrischen Ca2 Indikator gezielte Mitochondrien ärsche Ca2 Ebenen. Sie wendeten diese Technologien zu untersuchen, die Neuronen in einer transgenen Maus-Modell der Alzheimer-Krankheit, entwickelt sich amyloid-plaques, ähnlich wie jene von menschlichen Patienten.

Ihre Studien zeigen, dass ein erhöhter mitochondrialer Ca2 Ebenen sind verbunden mit der Anlagerung von plaque und neuronalen Tod in diesem model, was darauf hinweist, dass abnorme Ca2 Ebenen in den Mitochondrien eine Rolle spielen könnte, für den neuronalen Zelltod bei der Alzheimer-Krankheit.

Darüber hinaus beobachteten Sie, dass, wenn lösliche Aß angewendet wird, um die gesunden Gehirn der Maus Ca2 – Konzentration in den Mitochondrien erhöht. Dieser Prozess kann verhindert werden, durch Blockierung des mitochondrialen calcium-uniporter mit einem Medikament. Lösliche Aß ist eine Art von Aß, ähnlich wie in den menschlichen Alzheimer-Gehirn.