Gehirnzerstörende Erkrankungen wie die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJD) sind alarmierend, da effektive Therapien fehlen. Obwohl Prionen – infektiöse Proteine – als Ursache bekannt sind, war ihre genaue Erforschung bislang schwierig.
Forscher der Case Western Reserve University School of Medicine (CWRU) haben weltweit erstmals ein künstliches menschliches Gehirn-Prion in vitro synthetisiert. Diese Meilensteinleistung hilft, die Mechanismen dieser tödlichen Proteine besser zu verstehen und ihre Ausbreitung zu bekämpfen.
"Diese Leistung stellt einen Wendepunkt dar", betont Jiri G. Safar, leitender Autor der Studie. "Bisher war unser Wissen über Gehirn-Prionen begrenzt. Synthetische Prionen im Reagenzglas ermöglichen ein umfassenderes Verständnis ihrer Struktur und Replikation."
"Dies ist entscheidend für die Entwicklung von Inhibitoren, die Replikation und Ausbreitung stoppen – essenziell gegen prionenbedingte Gehirnerkrankungen."
Prionen sind fehlgefaltete Proteine, die einen Kettenreaktionsprozess auslösen: Sie binden an gesunde Proteine, bohren Mikrolöcher ins Gewebe und verwandeln das Gehirn in einen schwammartigen Zustand.
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In Nature Communications publizierte Ergebnisse offenbaren eine Schlüsselfunktion des Gangliosids GM1 bei der Prionenreplikation sowie einen Infektionspunkt in der C-terminalen Domäne.
"Unsere Ergebnisse erklären strukturell die Entstehung neuer menschlicher Prionen und wie minimale Strukturunterschiede Infektiosität und Krankheitsmanifestation beeinflussen", erläutert Safar.
Frühere Synthese non-humane Prionen (z. B. Mäuse, Hamster); CWRU-Forschung ist erstes hochinfektiöses künstliches menschliches Prion aus rekombinantem Protein in E. coli.
Die Erkenntnisse könnten degenerative Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer beeinflussen, da ähnliche Ausbreitungsmechanismen vorliegen.