Robert Klatt
Das Protein LIMK1 spielt eine entscheidende Rolle bei der Gedächtnisleistung. Ein gentechnisch eingefügter „molekularer Schalter“ konnte das Protein in Tierversuchen aktivieren und das Gedächtnis deutlich verbessern. In Zukunft könnte die Therapie Menschen mit Demenz und ähnlichen Krankheiten helfen.
Rom (Italien). Das Protein LIMK1 spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung struktureller Veränderungen in Neuronen, insbesondere der Bildung von dendritischen Verzweigungen, die die Informationsübertragung in neuronalen Netzwerken verbessern und für Lern- und Gedächtnisprozesse entscheidend sind. Eine geringe Aktivität des Proteins führt zu einer schlechten Gedächtnisleistung.
Forscher der Università Cattolica del Sacro Cuore (UCSC) haben laut einer Publikation im Fachmagazin Science Advances deshalb die Gene des Proteins modifiziert. Das Team um Claudio Grassi hat einen sogenannten „molekularen Schalter“ in das Protein eingebaut, der durch das Medikament Rapamycin aktiviert werden kann. In der Medizin ist Rapamycin primär wegen seiner zahlreichen Anti-Aging-Effekte auf das Gehirn bekannt.
Das Gedächtnis des Menschen wird durch Veränderungen in den neuronalen Verbindungen (Synapsen), besonders im Hippocampus, beeinflusst. Die synaptische Plastizität umfasst Veränderungen in der Struktur und Funktion von Synapsen, die auftreten, wenn neuronale Schaltkreise aktiviert werden, beispielsweise durch sensorische Erfahrungen. Solche Erfahrungen tragen zur Aktivierung komplexer Signalwege bei, die eine Vielzahl von Proteinen einbeziehen.
Einige Proteine sind für das Gedächtnis besonders wichtig. Veränderungen dieser Proteine können deshalb kognitive Funktionsstörungen auslösen. Ein Schlüsselprotein in diesem Prozess ist LIMK1, das eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der dendritischen Verzweigungen zwischen Neuronen spielt. Die Forscher haben deshalb untersucht, wie die Aktivität von LIMK1 reguliert werden kann, um die synaptische Plastizität zu fördern.
In Experimenten mit Tieren, bei denen es bereits zu einem altersbedingten kognitiven Abbau gekommen war, konnte das genmodifizierte LIMK1-Protein mit dem Medikament erfolgreich aktiviert werden. Es kam dadurch zu einer signifikanten Verbesserung der synaptischen Plastizität, die wiederum die Gedächtnisleistung verbessert hat.
Laut den Forscher kann dieser Ansatz nicht nur sofortige therapeutische Möglichkeiten eröffnen, sondern auch bei der Entwicklung weiterer fortgeschrittener Proteine helfen. In Zukunft könnten solche Innovationen die Forschung im Bereich der Neurologie grundlegend verändern. Denkbar sind unter anderem neue Behandlungsmethoden für neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz.
Grassi erklärte, dass der nächste Schritt darin bestehen wird, die Wirksamkeit der neu entwickelten Behandlung in experimentellen Modellen von neurodegenerativen Erkrankungen zu untersuchen. Danach könnten klinische Studien mit Menschen erfolgen. Dieser Prozess ist entscheidend, um die neuen Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in praktische medizinische Anwendungen zu überführen und somit möglicherweise neue Wege in der Behandlung von Gedächtnisstörungen zu eröffnen.
Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.adh1110
