Das Tau-Protein als therapeutisches Ziel

Projektdetails:

Thematik:	Prävention und Therapie
Förderstatus:	abgeschlossen
Art der Förderung:	Research
Institution:	Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg
Projektleitung:	Prof. Dr. Susanne Aileen Funke
Laufzeit:	01. November 2017 - 31. Oktober 2019
Fördersumme:	99.100,00 Euro

Was wird erforscht?

Bei der Alzheimer-Krankheit kommt es zu Ablagerungen von zwei bestimmten Proteinen: Das Beta-Amyloid verklumpt zu „Plaques“ und das Tau-Protein lagert sich zu Faserbündeln, den sogenannten „Tangles“ zusammen. Alzheimer-Forscher und Forscherinnen konnten bislang nicht sicher aufklären, welche Protein-Ablagerung schädlicher ist und wie beide Proteine miteinander interagieren. Während sich die therapeutische Forschung bisher sehr auf Beta-Amyloid konzentriert hat, gibt es zum Tau-Protein nur wenige Erkenntnisse. Möglicherweise ist das Tau-Protein sogar das effektivere therapeutische Ziel, da seine krankhaften Veränderungen mit dem Verlauf der Alzheimer-Krankheit besser zusammenpassen. Deshalb widmet sich Prof. Dr. Susanne Aileen Funke von der Hochschule für angewandte Wissenschaften Coburg dem Tau-Protein.

Wie geht Prof. Dr. Susanne Aileen Funke dabei vor?

Prof. Funke möchte mit ihrer Arbeitsgruppe kleine Proteinbausteine, auch Peptide genannt, entwickeln. Diese sollen so geformt sein, dass sie sich an Vorstufen der Tau-Fasern, den sogenannten Tau-Monomeren anheften können. So könnten diese Peptide die Zusammenlagerung der Tau-Monomere zu schädlichen Fasern verhindern. Die Experimente werden sowohl in Zellkulturen als auch im Fadenwurm durchgeführt.

Was ist das Ziel des Forschungsprojekts?

In der Vergangenheit hat sich in Studien gezeigt, dass Wirkstoffe gegen Beta-Amyloid kaum konkrete Behandlungserfolge erzielen konnten. Das Coburger Forschungsteam um Prof. Funke wollen in diesem Projekt herausfinden, inwiefern das Tau-Protein ein therapeutisches Ziel sein kann. Im Projekt sollen Wirkstoffe identifiziert werden, welche die Bildung von Faserbündeln verhindern können.

Was konnte Prof. Dr. Susanne Aileen Funke herausfinden?

In dem Projekt von Prof. Funke und ihrem Team wurden zwei neuartige Peptide identifiziert und im weiteren Verlauf des Projekts charakterisiert. Die Bindung der Peptide an Tau-Monomere, -Faserbündeln und andere Tau-Formen konnte bestätigt werden. Weiterhin konnte eine mögliche Bindestelle des Peptids an Tau identifiziert werden. Diese Bindestelle spielt eine wichtige Rolle bei der Zusammenlagerung von Tau-Proteinen. Die Peptide könnten durch diese Bindung die Zusammenlagerung von Tau-Monomeren zu schädlichen Faserbündeln verhindern.
Weitere Untersuchungen der Peptid-Eigenschaften fanden im Rahmen eines Gastwissenschaftleraufenthalts im Labor des Kooperationspartners Prof. Dr. Eckhard Mandelkow, Deutsches Zentrum für neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Bonn statt. Dort wurde zudem bestätigt, dass die Peptide zusätzlich die Zusammenlagerung bekannter Tau-Mutationsformen, wie sie unter anderem bei Frontotemporalen Demenzen vorkommen, verhindern können.
In einem weiteren Testverfahren wurde festgestellt, dass der Einsatz der Peptide zur Bildung von Tau-Peptid-Verbindungen führt, die deutlich größer sind als herkömmliche Tau-Fasern. Die Forschenden vermuten, dass diese größeren Zusammenlagerungen von Tau und Peptiden weniger gefährlich für die Zellen sind als die kleineren Tau-Fasern. Dies haben erste Versuche in Zellkultur bestätigt. Zusammen mit dem DZNE konnte zudem die Aufnahme der Peptide in Nervenzellen nachgewiesen werden. Die Peptide zeigten dabei keine Zelltoxizität.
Insgesamt konnte somit gezeigt werden, dass die zwei untersuchten Peptide ein therapeutisches Potential gegen pathologische Formen von Tau besitzen, wie man sie bei der Alzheimer-Krankheit findet. Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse haben Prof. Funke und ihr Team die Peptide kürzlich zum Patent angemeldet.
Zukünftig sind weiterführende Untersuchungen zur Identifikation des Bindemechanismus geplant. Weiterhin ist geplant, die neuartigen Peptide in Alzheimer-Mausmodellen auf ihre therapeutischen und/oder diagnostischen Eigenschaften zu testen.

Wofür wurden die Fördermittel verwendet?

Die Fördermittel entfielen auf Personalkosten für eine Doktorandenstelle (67.600 Euro), Labormaterialen (29.000 Euro) sowie Reisekosten für die Teilnahme an einer internationalen Konferenz (2.500 Euro).

Wissenschaftliche Publikationen auf Basis des geförderten Projekts

Aillaud, I., Kaniyappan, S., Chandupatla, R.R., Ramirez, L.M., Alkhashrom, S., Eichler, J., Horn, A.H.C., Zweckstetter, M., Mandelkow, E., Sticht, H., Funke, S.A. (2022) A novel D-amino acid peptide with therapeutic potential (ISAD1) inhibits aggregation of neurotoxic disease-relevant mutant Tau and prevents Tau toxicity in vitro. Alzheimer’s Research & Therapy. 14:15.

Aillaud, I., Funke, S.A. (2022) Tau Aggregation Inhibiting Peptides as Potential Therapeutics for Alzheimer Disease. Cellular and Molecular Neurobiology.

Steckbrief:

Prof. Dr. Susanne Aileen Funke

Jahrgang:
1975

In der Demenz-Forschung seit:
2006

Geburtsort:
Witten an der Ruhr

Familienstand:
verpartnert

Hobbys:
Reitsport, Fitness, Kulinarik, Literatur

Ich bin Alzheimer-Forscherin, weil...

mich der anwendungsbezogene Aspekt meiner Forschung besonders motiviert. Ich hoffe dazu beitragen zu können, das Leid der zahlenmäßig immer stärker werdenden Betroffenen eines Tages mindern zu können.

Mein Forschungsprojekt ist besonders aussichtsreich, weil...

es das Tau-Protein in den Fokus stellt. Forschungsansätze zur Verhinderung der Tau-Pathologie sind eine wichtige Ergänzung zu den Ansätzen, die auf die Verhinderung der Abeta-Aggregation abzielen.

Ich hoffe, dass die Alzheimer-Forschung in 10 Jahren...

soweit gediehen ist, dass ich mich nach einem neuen Betätigungsfeld umsehen muss. Das ist vor allem den vielen Betroffenen zu wünschen.

Persönliche Nachricht:

Ich bin wahnsinnig dankbar, meine Forschungsansätze mit Ihrer Hilfe weiter verfolgen zu können! Private Forschungsförderung ist für uns Wissenschaftler an Hochschulen für angewandte Wissenschaften besonders wichtig, da unsere Grundfinanzierung keine Gelder für Forschung beinhaltet. Da macht das Forschen zu einer größeren Herausforderung.