Wissenschaftler*innen der Universität zu Köln haben eine spezielle Form des Tau-Proteins identifiziert, die eine entscheidende Rolle bei der Toxizität von Proteinklumpen in menschlichen Neuronen spielt. Diese Forschung wurde unter der Leitung von Dr. med. Dr. rer. nat. Hans Zempel am Institut für Humangenetik und im Zentrum für Molekulare Medizin Köln (ZMMK) durchgeführt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Alzheimer’s & Dementia veröffentlicht. Hierbei handelt es sich um die Tau-Isoform 1N4R, die nachweislich die giftigen Auswirkungen von Proteinklumpen in menschlichen Gehirnzellen vermittelt, wie uni-koeln.de berichtet.
Im Rahmen der Studie wurden menschliche induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) verwendet, die aus anderen Zellen wie Hautzellen gewonnen und dann in Gehirnzellen umprogrammiert werden. Mithilfe modernster Techniken wie CRISPR/Cas9 und Live-Zell-Bildgebung konnte das Forschungsteam verschiedene Formen des Tau-Proteins in Nervenzellen exprimieren und deren Effekte analysieren. Dr. rer. nat. Sarah Buchholz, die Erstautorin der Studie, betont den Fortschritt im Verständnis der Alzheimer-Krankheit und hebt die Bedeutung von 1N4R-Tau als potenzielles Ziel für zukünftige Behandlungen hervor. Der interdisziplinäre Ansatz, den die Wissenschaftler verfolgten, fördert das Verständnis der Alzheimer-Krankheit und zeigt die Relevanz menschlicher Zellmodelle in der Forschung auf.
Neurodegenerative Erkrankungen und Tauopathien
Die Identifizierung der Tau-Isoform 1N4R ist besonders relevant angesichts der Tatsache, dass Ungleichgewichte im Verhältnis der Tau-Isoformen zu neurodegenerativen Erkrankungen führen können. Entsprechend der wissenschaftlichen Analyse belegen Studien, dass Tauopathien durch intrazelluläre Aggregate von hyperphosphoryliertem Tau gekennzeichnet sind und ein umfangreicher neurodegenerativer Prozess damit einhergeht. Tau wird als wichtiger Treiber der Neurodegeneration in bestimmten Tauopathien angesehen, jedoch bleibt der spezifische Beitrag der unterschiedlichen Isoformen zu neuronaler Funktionen und Krankheitsentwicklungen weitgehend unklar, wie pubmed.ncbi.nlm.nih.gov beschreibt.
Insgesamt leidet weltweit eine Schätzung von 57 Millionen Menschen an Demenz, wobei die Alzheimer-Krankheit (AD) allein zu 60-70 Prozent der Fälle beiträgt. Die Zahl der AD-Fälle in den USA stieg von 5,4 Millionen im Jahr 2018 auf 6,5 Millionen. Diese Zahlen verdeutlichen die erheblichen finanziellen Belastungen, die sowohl für Pflegekräfte als auch das Gesundheitssystem mit der Alzheimer-Krankheit verbunden sind, so pmc.ncbi.nlm.nih.gov.
Forschung und zukünftige Therapien
Frühere Therapien konzentrierten sich primär auf das amyloid-beta (Aβ), waren jedoch größtenteils ineffektiv. Erst therapeutische Ansätze wie Lecanemab und Donanemab haben in Phase-III-Studien eine moderate Verlangsamung des kognitiven Verfalls gezeigt. Aktuelle Forschungsbemühungen richten sich zunehmend auf das Tau-Protein, dessen Pathologie besser mit der Schwere der Demenz korreliert als Aβ.
Die Tau-Pathologie umfasst phosphoryliertes Tau, Vor-Tangles und neurofibrilläre Tangles und stellt damit mehrere mögliche Ansatzpunkte für Interventionen dar. Angesichts der Krankheitsfortschritte dürfen die Herausforderungen durch ineffektive Therapien, die sich auf Tau stützen, nicht übersehen werden. Die Entwicklung spezifischer Zielstrategien, die sowohl intrazelluläre als auch extrazelluläre Formen des Tau angehen, wird als notwendig erachtet, um die Therapieansätze zu optimieren.
In der klinischen Forschung stehen verschiedene Ansätze zur Behandlung von Tauopathien im Mittelpunkt, darunter Immuntherapien, Antisense-Oligonukleotide, Tau-Aggregationsinhibitoren und Mikrotubuli-Stabilisatoren. Die nächsten Schritte in dieser wichtigen Forschungsrichtung sind eine dringend benötigte Validierung der Ergebnisse der grundlegenden Studien und die Entwicklung effektiver Therapeutika.
