Fehlerhaftes Tau-Protein stört den Transport in Neuronen
Bei Alzheimer häuft sich das Tau-Protein in Neuronen in einer abnormen Form an. Eine neue Studie zeigt, wie diese Veränderung das interne Transportsystem der Nervenzellen stört – ein System, das für das Überleben der Neuronen unverzichtbar ist.
Tau ist ein Protein, das normalerweise die innere Struktur von Neuronen stützt. Es bindet an Mikrotubuli, jene feinen Röhren, die wie ein inneres Skelett durch die Zelle verlaufen. Nährstoffe, Abfallprodukte und Organellen werden entlang dieser Röhren transportiert. Bei Alzheimer und anderen Tauopathien wird Tau hyperphosphoryliert, das heißt, es lagern sich ungewöhnlich viele Phosphatgruppen an das Protein an. Das verändert sein Verhalten grundlegend.
Tau bildet normalerweise eine schützende Hülle
In gesunden Neuronen bindet Tau kooperativ mit anderen Tau-Molekülen und bildet so eine durchgehende Hülle um die Mikrotubuli. Diese Hülle regelt, welche Transportproteine sich entlang der Röhren bewegen können und welche nicht. Hyperphosphoryliertes Tau leistet das nicht mehr: Es bildet keine solche Hülle, ist lockerer über das Neuron verteilt und löst sich schneller von den Mikrotubuli.
Das hat konkrete Folgen für den Transport. Die Forschenden, die ihre Ergebnisse in eLife veröffentlichten, untersuchten zwei Arten von Transportproteinen: KIF5C und KIF1A. Normalerweise hemmt Tau KIF1A stark. Bei hyperphosphoryliertem Tau verschlechtert sich diese Hemmung, was den Transport von Lysosomen – den zellulären Abfallverarbeitungsstrukturen – durcheinanderbringt. Der lysosomale Transport ist wesentlich dafür, beschädigtes Zellmaterial zu beseitigen.
Ein frühes Problem bei der zellulären Abfallentsorgung
Der gestörte lysosomale Transport könnte ein frühes Zeichen für Neurodegeneration sein, das auftritt, bevor die in späteren Alzheimer-Stadien sichtbaren neuronalen Schäden entstehen. Die Forschenden stellten fest, dass Mäuse, bei denen Tau ausgeschaltet worden war, ein ähnliches Muster zeigten wie Mäuse mit hyperphosphoryliertem Tau: In beiden Fällen bewegten sich Lysosomen zu schnell und unkontrolliert. Das deutet darauf hin, dass Tau wie eine regulatorische Bremse wirkt – und dass sowohl zu wenig als auch die falsche Form von Tau Probleme verursacht.
Die Studie lässt offen, wie sich diese Befunde in klinische Behandlungen für Alzheimer-Patientinnen und -Patienten übersetzen lassen. Sie vermittelt der Forschung jedoch ein klareres Bild davon, wie Tau-Anomalien neuronale Schäden verursachen, lange bevor Nervenzellen absterben.
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