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Virusinfektion kann Neurodegeneration fördern

Einige Viruserkrankungen können zur Neurodegeneration beitragen. DZNE-Forscher veröffentlichen dies in der Fachzeitschrift „NaturverbindungenIhre Auswertung basiert auf Laborexperimenten, in denen sie zeigen konnten, dass bestimmte Viruspartikel die interzelluläre Ausbreitung von Proteinclustern erleichtern, die für Hirnerkrankungen wie die Alzheimer-Krankheit kennzeichnend sind, und können Hinweise darauf geben, wie akute oder chronische Virusinfektionen dazu beitragen Neurodegeneration. .

Entfaltete Proteinaggregate, die bei sogenannten Prionenkrankheiten wie der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit vorkommen, haben die Fähigkeit, sich von einer Zelle zur anderen zu bewegen und ihre abnorme Form in Proteine ​​des gleichen Typs weiterzugeben. Dadurch breitet sich die Krankheit über das Gehirn aus. Ein ähnliches Phänomen wurde bei der Alzheimer-Krankheit und der Parkinson-Krankheit diskutiert, die ebenfalls Cluster von fehlgefalteten Proteinen aufweisen. Die Übertragung von Aggregaten kann einen direkten Zell-Zell-Kontakt, die Freisetzung von „nackten“ Agglomeraten in den extrazellulären Raum oder Verpackungen in Vesikeln umfassen, bei denen es sich um kleine Bläschen handelt, die von einer Lipidhülle umgeben sind und für die interzelluläre Kommunikation sezerniert werden. „Die genauen Übertragungsmechanismen sind unbekannt“, sagt Ina Vorberg, Forschungsgruppenleiterin am DZNE-Standort Bonn und Professorin an der Universität Bonn. Es ist jedoch klar, dass der Gesamtaustausch sowohl durch direkten Zellkontakt als auch über Vesikel von Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen abhängt. Dies liegt daran, dass sich die Membranen in beiden Szenarien verbinden und schmelzen müssen. Dies wird erleichtert, wenn Liganden an Rezeptoren auf der Zelloberfläche binden und dann die beiden Membranen verschmelzen lassen.“

Experimente mit Zellkulturen

Ausgehend von dieser Annahme hat Voorbergs Team mit Unterstützung von Kollegen des DZNE in München und Tübingen sowie belgischen Wissenschaftlern eine Vielzahl von Studien an unterschiedlichen Zellkulturen durchgeführt. So untersuchten sie den intrazellulären Transport von Prionen oder Pools von Tau-Proteinen, wie sie ähnlich bei Prionenerkrankungen oder der Alzheimer-Krankheit und anderen „Taopathien“ vorkommen. Die Forscher imitierten, was als Folge einer Virusinfektion passiert, und forderten die Zellen auf, virale Proteine ​​​​zu produzieren, die die Bindung von Zielzellen und die Membranfusion vermitteln. Als Paradebeispiele wurden zwei Arten von Proteinen ausgewählt: SARS-CoV-2-Spike-Protein S, das aus dem Virus stammt, das COVID-19 verursacht, und VSV-G-Virus der vesikulären Stomatitis, das in Krankheitserregern vorkommt, die Nutztiere und andere Tiere infizieren. Darüber hinaus exprimierten Zellen Rezeptoren für diese viralen Proteine, die LDL-Rezeptorfamilie, die als Andocknischen für VSV-G dienen, und humanes ACE2, den Rezeptor für das Skelettprotein.

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Die Links erleichtern die Verbreitung von Aggregaten

„Wir konnten zeigen, dass virale Proteine ​​sowohl in die Zellmembran als auch in extrazelluläre Vesikel eingebettet sind. Ihre Anwesenheit erhöhte die Prävalenz der Proteinakkumulation zwischen Zellen, sowohl durch direkten Kontakt mit Zellen als auch über extrazelluläre Vesikel. Virale Liganden vermittelten den effizienten Transport von Aggregaten zum Empfänger.“ Zellen. , wo es neue Aggregate stimuliert. Assoziative Bindungen wirken wie Schalter, die Empfängerzellen öffnen und so gefährliche Güter infiltrieren“, sagt Forberg. „Unsere Zellmodelle stellen sicherlich viele Aspekte des Gehirns nicht mit hochspezialisierten Zelltypen nach. Aber unabhängig von der Art der getesteten Zellen, die Krankheitscluster produzieren, erhöhte die Anwesenheit von viralen Liganden die Ausbreitung der denaturierten Proteine ​​auf andere Zellen deutlich.“ Insgesamt legen unsere Daten nahe, dass virale Ligand-Rezeptor-Wechselwirkungen grundsätzlich die Übertragung von Krankheitsproteinen beeinflussen können. Dies ist eine neue Erkenntnis.“

Mögliche Auswirkungen auf Neurodegeneration

Die Gehirne von Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen enthalten manchmal bestimmte Viren. Es wird vermutet, dass sie Entzündungen verursachen oder toxisch wirken und dadurch die Neurodegeneration beschleunigen. Virusproteine ​​können aber auch anders funktionieren: Sie können die interzelluläre Ausbreitung von Proteinclustern erhöhen, die bereits bei neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit vorkommen, sagt Forberg. Dazu bedarf es natürlich weiterer Studien zu neurotropen Viren. Die Auswirkungen einer Virusinfektion auf neurodegenerative Erkrankungen verdienen eindeutig eine eingehende Untersuchung.“

Über das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
(Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen)

Das DZNE ist ein Forschungszentrum, das alle Aspekte neurodegenerativer Erkrankungen (zB Alzheimer, Parkinson und Amyotrophe Lateralsklerose) behandelt, um neue Ansätze für Prävention, Therapie und Gesundheitsversorgung zu entwickeln. Es besteht aus zehn Standorten in ganz Deutschland und kooperiert eng mit Universitäten, Universitätskliniken und anderen Forschungseinrichtungen auf nationaler und internationaler Ebene. Das DZNE wird öffentlich gefördert und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren. Webseite: www.dzne.de/de

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