Einzelnes Molekül wichtige Bedeutung bei vielen Hirnerkrankungen
Veränderungen an der Hirnfunktion beruhen hauptsächlich auf Veränderungen an den Strukturen der Neuronen (Zellen des Nervensystems, einschließlich des Gehirns) und nicht an ihrer Anzahl. Während sich eine sehr kleine Neuronenpopulation auch noch im Erwachsenenstadium teilen kann, ist die gesteigerte Funktionalität hauptsächlich auf eine Erhöhung der Anzahl der Kontakte zwischen bereits vorhandenen Neuronen zurückzuführen. Obwohl Neuronen einen kugelförmigen, wasserballonartigen Zellkörper besitzen, der für viele andere Zellen charakteristisch ist, verfügen sie auch über spezielle Strukturen zum Empfangen und Senden von Signalen, die sich in beide Richtungen erstrecken. Der Dendritenbaum (die Empfangsstruktur) ähnelt den zahlreichen Ästen eines Baumes und bietet eine riesige Oberfläche auf der Axone (informationsleitende Strukturen) anderer Neuronen Verbindungen (Synapsen) aufnehmen können. Die tatsächliche Signalübertragung erfolgt an stark spezialisierten winzigen pilzähnlichen Höckern auf den Dendriten (dendritischen Dornen). Die Mechanismen, auf denen die Bildung von Synapsen auf den Dornen beruht, stellen ein besonders wichtiges Forschungsgebiet dar. Normales Lernen und das Gedächtnis hängen von der Ausbildung dendritischer Dornen ab. Fehlfunktionen im Ausbildungsprozess der Dornen führt zu einem Abbau kognitiver Fähigkeiten im normalen Alterungsprozess sowie bei pathologischen Erkrankungen wie z. B. Alzheimer und frontotemporaler Demenz (FTD). Europäische Wissenschaftler untersuchten die schnelle Bewegung und Reorganisation der Bausteine der Dornen über den mikrotubili-vermittelten Transport. Insbesondere konzentrierten sie sich auf das Molekül GSK3, das teilweise die Phosphatgruppen, die auf das mit dem Mikrotubili assoziierten Tau-Protein geladen werden, und die mit dem Tau-Protein assoziierte Aktivität steuert. Im Rahmen des durch die EU finanzierten Projekts "GSK-3 in neuronal plasticity and neurodegeneration: basic mechanisms and pre-clinical assessment" (NEURO.GSK3) entwickelten die Forscher vorklinische Modelle (transgenetische Mausmodelle und transfizierte kultivierte neuronale Zellen) von mit Tau in Verbindung stehender Alzheimer-Demenz und FTD. Ein besseres Verständnis der Rolle molekularer Transportstörungen bei der synaptischen Dornausbildung kann dabei helfen, die Gemeinsamkeiten der Mechanismen verschiedener klinischer neurodegenerativer Erkrankungen zu erklären. Die Identifizierung eines ähnlichen Mechanismus könnte zur Entwicklung einer Therapie für zahlreiche Erkrankungen mit schweren Einschränkungen führen.
