Bei schweren Hirnerkrankungen sind fünf Typen von Nervenzellen besonders gefährdet

Bewegungen werden unter anderem vom sogenannten motorischen Kortex gesteuert, einem Bereich der Hirnrinde. Forschende des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) am Standort Ulm haben nun herausgefunden, dass bestimmte Nervenzellen in diesem Hirnareal bei Erkrankungen wie der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) und der Frontotemporalen Demenz (FTD) besonders anfällig sind. Bei diesen neurodegenerativen Erkrankungen gehen nach und nach Nervenzellen verloren, was zu Lähmungen, Muskelschwund oder Demenz führen kann.

Für ALS und FTD gibt es bislang keine wirksamen Behandlungsmöglichkeiten. Beide Erkrankungen weisen jedoch bei vielen Betroffenen ein gemeinsames Merkmal auf molekularer Ebene auf: Ein Protein namens TDP-43 lagert sich in den Nervenzellen des Gehirns zu winzigen Klumpen zusammen. Diese Ablagerungen können die normale Funktion der Zellen beeinträchtigen.

Gemeinsam mit internationalen Forschungspartnern konnten die Ulmer Wissenschaftler zeigen, dass diese krankhaften Veränderungen vor allem fünf bestimmte Zelltypen aus der Gruppe der sogenannten exzitatorischen Nervenzellen betreffen. Diese Nervenzellen spielen eine zentrale Rolle bei der Weiterleitung und Verstärkung von Signalen im Gehirn.

Für ihre Studie untersuchte das Forschungsteam um Prof. Karin Danzer Gehirngewebe aus dem motorischen Kortex verstorbener Patientinnen und Patienten mit ALS sowie einer Mischform aus ALS und FTD. Zum Vergleich analysierten die Forschenden außerdem Gewebe von Menschen, die zu Lebzeiten keine neurologischen Symptome gezeigt hatten. Insgesamt wurden Nervenzellen von rund 80 Personen aus Deutschland, den Niederlanden, Schottland und den USA untersucht.

„Die Protein-Aggregate kommen vorwiegend innerhalb exzitatorischer Zellen vor, also in solchen Nervenzellen, die der Weiterleitung und Verstärkung von Nervensignalen dienen. Diese Zellen scheinen besonders anfällig zu sein. Man spricht hier von selektiver Vulnerabilität. Das ist ein Phänomen, das im Feld schon lange bekannt ist. Innerhalb der betroffenen Nervenzellen haben wir wiederum fünf Untergruppen gefunden. Jede davon ist in spezifischer Weise von der Erkrankung beeinträchtigt“, so Danzer.

Grundlage der Ergebnisse war die Analyse des sogenannten Transkriptoms betroffener Nervenzellen. Dieser molekulare Fingerabdruck gibt Aufschluss darüber, welche Gene in einer Zelle aktiv sind. Dadurch lassen sich krankhafte Prozesse in unterschiedlichen Zelltypen genauer unterscheiden und charakterisieren.

„Unsere Daten liefern Einblicke in Krankheitsmechanismen und damit Hinweise auf mögliche Ansatzpunkte für die Therapie-Entwicklung. Man erkennt beispielsweise, wie die Aktivität bestimmter Gene abhängig vom Zelltypus verändert ist. Die Beobachtung, dass nicht alle Nervenzellen gleichermaßen betroffen sind, lässt vermuten, dass künftige Therapien auf bestimmte Zelltypen zugeschnitten werden müssen, um die Erkrankung wirksam zu bekämpfen“, sagt Danzer.

Quelle: DZNE