Kleiner Helfer gegen Klumpen

News: Kleiner Helfer gegen Klumpen

Eigentlich kann unser Körper falsch gefaltete Proteine selbst entsorgen - sogar wenn sie sich in Klumpen zusammenlagern wie bei der Alzheimer-Krankheit oder BSE. Aber es gelingt ihm nicht immer. Vielleicht kann ihm ein kleines Proteinstückchen in Zukunft dabei helfen. In Zellkulturen jedenfalls unterstützte es die zelleigene Müllabfuhr sehr erfolgreich.

Antje Findeklee

Auf dem langen Weg vom Gen zum Protein können viele Fehler passieren. Bereits kleinste Veränderungen in der Erbinformation bringen manchmal die Aminosäurekette durcheinander. Aber auch wenn die Abfolge stimmt, hat das Produkt noch ein wichtigen Schritt vor sich: das Falten. Damit dabei alles seine Ordnung hat, stehen dem angehenden Protein einige "Anstandsdamen" zur Seite, so genannte Chaperone. Diese Verbindungen schirmen die ungefaltete Aminosäurekette gegen verwirrende Einflüsse von außen oder andere störende Moleküle ab, damit dieser entscheidende Prozess unbehelligt verlaufen kann.

Denn geht dabei etwas schief, sind die Folgen meist fatal. Beispiele wie die Alzheimer- und die Creutzfeld-Jakob-Krankheit oder BSE belegen das in eindrucksvoller Weise. Hier verklumpen missgefaltete Proteine und bilden Fasern, die der Körper nicht abbauen kann. Häufig schädigen sie die betroffenen Organe und Gewebe so schwer, dass der Organismus stirbt.

Selbst Proteine unseres Immunsystems können so missgestaltet enden. Eine einzige Mutation sorgt dafür, dass ein Bestandteil von Antikörpern, die leichte Kette, Fasern bildet und verklumpt. Dabei wird dieses Molekül natürlicherweise ständig verändert, damit die Körperabwehr schnell auf neue Erreger reagieren kann. "Wir mussten uns fragen, warum wir nicht alle an dieser Krankheit leiden", erklärt Yair Argon von der University of Chicago. "Unser Körper muss einen Mechanismus haben, mit dem gegen er diese Effekte vorgeht und die verheerende Polymerisation – die Zusammenlagerung – der Proteinfasern verhindert."

Um diesen Mechanismus ausfindig zu machen, schleusten die Wissenschaftler das Gen für eine solche leichte Kette ein, die anfällig für eine fehlgeschlagene Faltung ist. Als die Zellen dann diese so genannten SMA-Proteine herstellten, verfolgten die Forscher deren weiteres Schicksal und verglichen es mit dem von normal gefalteten leichten Ketten in Kontrollzellen.

Wie erwartet, ging in den Kontrollzellen alles gut. Die meisten der fehlerhaften SMA-Proteine bekamen jedoch ein Molekül angehängt, das der Müllabfuhr der Zelle signalisierte, sie direkt wieder abzubauen. Doch auch die SMA-Proteine, die sich zu Fasern zusammenlagern konnten, richteten keinen Schaden an: Die Zellen verpackten sie in so genannte "Aggresomen" – eine Art Beutel mit Proteinhülle. Wieviele der falsch gefalteten Proteine direkt dem Abbau freigegeben und wieviele davon in den Aggresomen zwischengelagert werden, steuert offenbar das Hitzeschockprotein Hsp70, ebenfalls ein Chaperon. Denn je mehr Hsp70 die Forscher den Zellen zufügten, desto mehr SMA-Proteine wurden direkt vernichtet.

Aber die Forscher gingen noch einen Schritt weiter. Sie konstruierten ein kleines Proteinstückchen, ein Peptid, von dem sie annahmen, das es wie Hsp70 an die fehlerhaften SMA-Proteine binden würde. Und das gelang tatsächlich: Fügten sie das Peptid hinzu, bildeten sich deutlich weniger Aggresomen.

Das nährt nun Hoffnungen auf neue Behandlungsmethoden für Krankheiten mit solchen Proteinablagerungen. "Es ist nicht zweckmäßig, ganze Proteine wie das Hsp70 als Medikament zu verabreichen", meint Argon. "Aber die Effektivität des kleinen Peptids eröffnet sicherlich die Möglichkeit, ein geeignetes Mittel zu entwickeln, das den Körper in seiner eigenen Abwehr unterstützt."