Forschungsgruppe unter MHH-Leitung findet neuen Therapieansatz durch Behandlung eines Serotonin-Rezeptors
Dr. Josephine Labus und Professor Evgeni Ponimaskin im Labor des MHH-Instituts für Neurophysiologie. Auf dem Monitor ist eine Zelle mit dem pathologischen Tau-Protein zu sehen Copyright: Karin Kaiser / MHH
Stand: 01.09.2020
Viele Demenzerkrankungen wie Alzheimer, Parkinson oder Frontotemporale Demenz sind die Folge von Eiweißablagerungen in bestimmten Hirnregionen. Die Proteine sammeln sich dabei entweder direkt in den Nervenzellen oder außerhalb von Neuronen an. Vor allem das sogenannte Tau-Protein ist an der Entwicklung neurodegenerativer Erkrankungen beteiligt. Bei diesen sogenannten Tauopathien häufen sich immer mehr Eiweiße in den Nervenzellen an, bis diese absterben und in Folge ganze Hirnareale schrumpfen. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Dr. Evgeni Ponimaskin, Wissenschaftler am Institut für Neurophysiologie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), hat herausgefunden, dass dabei die Signalübertragung durch Serotoninrezeptoren eine entscheidende Rolle spielt. Die Ergebnisse sind jetzt in der Fachzeitschrift „Progress in Neurobiology“ veröffentlicht. Erstautoren sind Dr. Josephine Labus und Dr. Kian Röhrs (derzeit Charité).
Zellulären Mechanismen aufgeklärt
In Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) am Standort Magdeburg hat das MHH-Team nicht nur die zellulären Mechanismen aufgeklärt, sondern auch eine neue Behandlungsstrategie gegen Tauopathie-assoziierte Demenzformen entwickelt. Die Therapie haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Hannover bereits erfolgreich in verschiedenen Tiermodellen erprobt und gemeinsam mit den Kolleginnen und Kollegen vom DZNE Magdeburg patentieren lassen.
Serotonin ist ein Botenstoff, der in unserem Nervensystem Informationen weitergibt. Weil Serotonin nicht nur wichtig für die Blutgerinnung, Lernprozesse oder den Schlaf-Wach-Rhythmus ist, sondern auch unsere Stimmungslage beeinflusst, ist es auch als „Glückshormon“ bekannt. Der Botenstoff vermittelt seine hormonellen Wirkungen, indem er an die Zellmembran gebundene Rezeptoren aktiviert. Diese Serotonin-Rezeptoren kommen in verschiedenen Varianten vor und sind verstärkt im zentralen Nervensystem und im Magen-Darm-Trakt zu finden.
„Bei unseren Untersuchungen haben wir uns mit einem Serotonin-Rezeptor namens 5-HT7R beschäftigt“, sagt Dr. Josephine Labus. Die Besonderheit dieses Rezeptors ist, dass er eine hohe Basalaktivität besitzt – das heißt, er ist dauerhaft aktiv, auch ohne eine vorherige Bindung des Serotonins. Durch seine hohe Aktivität stimuliert er eine chemische Veränderung an Tau-Proteinen, was zur Folge hat, dass sich diese Eiweiße in Nervenzellen pathologisch anhäufen und diese daraufhin absterben.
Den überaktiven Rezeptor stoppen
Doch es gibt einen Weg, diesen schon im Normalzustand überaktiven Rezeptor zu stoppen. Sogenannte inverse Agonisten können an den Rezeptor binden, und senken seine Aktivität unter den Basislevel. „Wir haben Mäusen ,krankhaftes‘, humanes Tau-Protein verabreicht und beobachtet, dass sie Demenzsymptome entwickelten“, sagt Professor Ponimaskin. Anschließend schalteten die Wissenschaftler den Signalweg mithilfe eines inversen Agonisten aus. Nach Blockade der Basalaktivität des Serotonin-Rezeptors bildeten sich die kognitiven Einschränkungen bei den Mäusen wieder zurück.
Therapieansatz ist patentiert
„Das Pharmazeutikum, das wir in unseren Experimenten verwendet haben, ist bislang nur für die Forschung zugelassen“, sagt der Neurobiologe. Die Stoffklasse der inversen Agonisten haben sich die Wissenschaftler für die Behandlung von Demenz patentieren lassen. In einer weiteren Studie wollen sie nun untersuchen, welche bereits für andere Erkrankungen wie Depression oder Schizbauerophrenie zugelassenen Medikamente dieser Stoffklasse denselben Effekt haben. Zwar lassen sich auch mit diesen Medikamenten abgestorbene Nervenzellen nicht wieder reparieren. Ein Hoffnungsschimmer für die Demenzbehandlung sind die inversen Agonisten aber schon. Wird die Erkrankung früh genug erkannt, so hoffen die Wissenschaftler, könnten die Medikamente die Demenz stoppen oder sogar ganz verhindern.
Weitere Informationen erhalten Sie bei Professor Dr. Evgeni Ponimaskin unter Telefon (0511) 532-4858 oder ponimaskin.evgeni@mh-hannover.de.
Die Originalpublikation „Amelioration of Tau pathology and memory deficits by targeting 5-HT7 receptor“ ist hier online verfügbar.
Ein Foto finden Sie hier. Es zeigt Dr. Josephine Labus und Professor Evgeni Ponimaskin im Labor des MHH-Instituts für Neurophysiologie. Auf dem Monitor ist eine Zelle mit dem pathologischen Tau-Protein zu sehen (Copyright: „Karin Kaiser / MHH“).