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Göttingen Göttinger Alzheimer-Forschung: Methylenblau und Tau-Proteine
Campus Göttingen Göttinger Alzheimer-Forschung: Methylenblau und Tau-Proteine
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20:58 21.02.2013
Spektrometer: NMR-Halle im Göttinger MPI für biophysikalische Chemie. Quelle: CH
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Göttingen

Methylenblau ist ein Multitalent. Die Substanz ist synthetisch, wurde 1876 erstmals hergestellt und diente seither nicht nur als blaues Färbemittel. Sie wurde auch schon für medizinische Zwecke verwendet – etwa zur Behandlung von Malaria und zur Vorbeugung von Harnwegsinfekten. Inzwischen ist sie auch als Mittel gegen Alzheimer im Gespräch.

Im Zusammenhang mit Alzheimer ist die Wirkung von Methylenblau nach Ansicht der Wissenschaftler besonders bemerkenswert, da es die Verklumpung von „Tau-Proteinen“ verhindert. Die Protein-Klumpen reichern sich in den Hirnzellen an, stören deren Funktion und können zum Tod der Zellen führen.

Verkehrssystem der Zelle

„Eigentlich sind Tau-Proteine enorm wichtig, da sie die Verkehrswege innerhalb der Nervenzelle stabilisieren“, erläutert Prof. Eckhard Mandelkow, der in Bonn am Deutschen Zentrum für Neurogenerative Erkrankungen (DZNE) und am Forschungszentrum caesar tätig ist. „Bei Alzheimer allerdings versagen diese Proteine ihren Dienst. Das Verkehrssystem der Zelle bricht zusammen und Versorgungsgüter, die für die Zelle lebensnotwendig sind, gelangen nicht mehr ans Ziel. Außerdem binden die Tau-Proteine aneinander. Diese Aggregate sind ebenfalls schädlich und ein entscheidendes Merkmal der Krankheit.“

Solche Szenarien lassen sich in Tierstudien nachstellen. Bereits vor einiger Zeit hat ein anderes Forscherteam unter der Leitung von Dr. Eva-Maria Mandelkow nachgewiesen, dass Methylenblau die Krankheitssymptome bei Mäusen und Fadenwürmern lindern kann. Doch aussagekräftige Studien mit Patienten gibt es bislang nicht. Außerdem war die Funktionsweise von Methylenblau bisher unklar. „Methylenblau hemmt die Aggregation“, unterstreicht Eckhard Mandelkow. „Aber der Mechanismus dahinter war bislang unbekannt.“

Markus Zweckstetter

Zeitschrift „Angewandte Chemie“

Einblicke in die molekularen Ursachen gibt die in der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlichten Studie. Die Forschungsgruppe von Prof. Markus Zweckstetter am DZNE-Standort Göttingen und dem Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie in Göttingen konnte mit dem Team von Mandelkow nachweisen, dass Methylenblau Molekülgruppen inaktiviert, die eine Bindung zwischen den Tau-Proteinen vermitteln.

Weiter fanden die Forscher Hinweise dafür, dass der Wirkstoff die Proteine wie ein Abstandshalter auf Distanz hält. Diese Erkenntnisse könnten in die Herstellung modifizierter Formen von Methylenblau und die Entwicklung von Therapien einfließen.

Methylenblau

NMR-Spektroskopie wird zur Untersuchung von Biomolekülen eingesetzt. Dabei wurde in der aktuellen Studie festgestellt, dass die Substanz Methylenblau die Tau-Proteine nur an entscheidender Stelle modifiziert: Von den bis zu 441 Bausteinen, aus denen ein Tau-Protein bestehen kann, werden speziell die sogenannten „Cystein“-Proteinbausteine, die aus Schwefel und Wasserstoff bestehen, verändert. Hier klinken sich Sauerstoffatome ein und verhindern, dass sich die Tau-Proteine miteinander verknüpfen.

jes/eb

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