Systembiologie der Prionenerkrankungen

Auf der Suche nach Zielstrukturen für neue Therapien erforschen die Wissenschaftler des MRD-Projekts PrionX biomedizinische und zelluläre Netzwerke, die an der Entstehung und Entwicklung von Prionenerkrankungen beteiligt sind. Ihre Erkenntnisse sollen dazu dienen, neue, diagnostische Methoden und Therapien zur klinischen Anwendung bei verwandten Krankheiten wie Parkinson oder Alzheimer zu entwickeln.

Prionenerkrankungen, wie beispielsweise die bovine spongiforme Enzephalopathie (BSE), werden durch Fehlfaltung und geordnete Anlagerung von Proteinen verursacht. Andere Krankheiten, wie die Parkinson- und die Alzheimerkrankheit, aber auch die amyotrophe Lateralsklerose und eine wachsende Zahl von Erkrankungen des Nervensystems und anderer Organe, funktionieren nach demselben Prinzip. Da hauptsächlich ältere Menschen von diesen Krankheiten betroffen sind und die Lebenserwartung steigt, nimmt auch die Häufigkeit dieser Erkrankungen stetig zu. Bisher existieren allerdings keine krankheitsmodifizierenden Therapien. Diese düstere Situation wird durch einen Mangel an validierten Zielstrukturen für Medikamente verstärkt. Der Grund dafür ist ein lückenhaftes Verständnis der am Krankheitsverlauf beteiligten biochemischen und zellulären Netzwerke.

Das interdisziplinäre PrionX-Forschungsteam plant, dieses Problem mit den neusten Errungenschaften auf den Gebieten des Genome-Editings (CRISPR) und des Microscale Liquid Handlings anzugehen. Diese Technologien (beispielsweise Acoustic Dispensing, Mikrofluidik und Ultra-High-Density Microplates) ermöglichen es, auf hohem Durchsatzniveau genomweite Störungen beliebiger zellulärer Funktionen zu erzeugen, für die ein Test entwickelt werden kann.

Einblicke in andere Krankheiten bekommen

Prionenerkrankungen dienen in diesem Projekt als Prüffeld, weil für sie die robustesten zellulären und tierischen Modelle zur Verfügung stehen und ihre formelle Modellierung bereits einer strengen Validierung unterzogen wurde. Obwohl gewisse Degenerationswege nur bei Infektionen mit Prionen vorkommen, erwarten die Forschenden, dass zahlreiche Zielstrukturen auch für Behandlungen bei einer Vielzahl anderer Proteinaggregationserkrankungen, wie beispielsweise der Alzheimer- und Parkinsonkrankheit, eine Rolle spielen. So erhoffen sich die am MRD-Projekt PrionX beteiligten Wissenschaftler nicht nur neue Einsichten in die Biologie der Prionen, sondern auch Erkenntnisse, die für die Bekämpfung dieser beiden häufiger auftretenden Krankheiten von Nutzen sein werden.

Stand: Juni 2015