Wissenschaftler der Northwestern University Medicine, Evanston, Chicago, haben ein neues Phänomen im Gehirn entdeckt, das die Entstehung früher Stadien der Neurodegeneration bei Krankheiten wie bei der Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) erklären könnte, die die Muskelbewegungen wie beim Gehen und Sprechen beeinträchtigen.

"Mitoautophagy" - ein neuer wissenschaftlicher Begriff

Für das neu entdeckte Phänomen haben die Forscher mit "Mitoautophagy" einen ganz neuen Begriff eingeführt: Dabei handelt es sich um eine Ansammlung von sich selbst zerstörenden Mitochondrien in den erkrankten motorischen Neuronen des Gehirns. Diese Neuronen sind im Gehirn dafür verantwortlich, dass eine Muskelbewegung und -entspannung eingeleitet wird. Sie gehören zu den ersten, die bei neurodegenerativen Erkrankungen in Mitleidenschaft gezogen werden. Das neue Phänomen kann am häufigsten in einer der verbreitetsten Pathologien dieser Erkrankungen beobachtet werden. Von der TDP-43-Pathologie sind mehr als 90 Prozent der ALS-Fälle betroffen. Laut Seniorautorin Hande Ozdinler fressen sich die Mitochondrien bei diesem Phänomen schon sehr früh nach Beginn der Krankheit quasi selbst auf. "Das geschieht selektiv in den Neuronen, die bald in den Gehirnen der Patienten degenerieren werden. Diese Art des Abbaus beginnt zudem viel früher als bisher angenommen", betont Hauptautor Mukesh Gautam.

BU: Mitochondrien sind Kraftwerke der Zelle, die Energie erzeugen und erhalten können.

© Northwestern University, Evanston

Kranke Neuronen zerstören sich

Mittels der immungekoppelten Elektronenmikroskopie haben die Forscher jene Vorgänge in den Zellen untersucht, die im Inneren von Neuronen schieflaufen, die anfällig für die Krankheit werden. Nach der Analyse von mehr als 200 Neuronen wurde klar, dass diese Selbstzerstörung nur bei erkrankten Neuronen und im Umfeld der TDP-43-Pathologie auftritt. Die Mitochondrien gelten als die Energiekraftwerke der Zellen. Bei den erkrankten Neuronen findet die Selbstzerstörung zuerst durch eine Verlängerung und Bildung einer ringähnlichen Struktur statt. Am Ende kommt es zu einem vom Inneren ausgehenden Zerfall. Diese Art der Degeneration wurde bisher noch nie sichtbar gemacht. Sie unterscheidet sich von bisher beschriebenen Prozessen in diesem Bereich.

Die Studie wurde von der Les Turner ALS Foundation und dem NIA RO1 AG061708 (PO) sowie dem Ellen McConnell Blakeman-Stipendium von A Long Swim (MG) unterstützt.