Der Struktur von Amyloid auf der Spur
Projektdetails:
| Thematik: | Ursachenforschung |
|---|---|
| Förderstatus: | abgeschlossen |
| Art der Förderung: | Research |
| Institution: | Forschungszentrum Jülich und Maastricht University (NL) |
| Projektleitung: | Prof. Dr. Gunnar Schröder |
| Laufzeit: | 01. Januar 2020 - 31. Dezember 2021 |
| Fördersumme: | 50.000,00 Euro |
Um Alzheimer zu heilen, müssen wir die Ursachen der Krankheit entschlüsseln – ein langwieriger Prozess. Helfen Sie uns darum mit einer Fördermitgliedschaft.
Was wird erforscht?
Ein typisches Merkmal der Alzheimer-Krankheit sind Protein-Ablagerungen aus Beta-Amyloid. Diese stören die Kommunikation zwischen den Nervenzellen und führen zu deren Absterben. Kleinste Beta-Amyloid Einheiten (Monomere) lagern sich zu Oligomeren zusammen, die wiederum zu Plaques verklumpen. Besonders das Verhindern oder Auflösen von den besonders giftigen Oligomeren könnte ein Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Wirkstoffe darstellen. Allerdings ist hierfür ein möglichst detailliertes Verständnis ihrer Struktur erforderlich. Prof. Gunnar Schröder vom Forschungszentrum Jülich und sein niederländischer Projektpartner Prof. Raimond Ravelli von der Maastricht University wollen entscheidend dazu beitragen.
Wie gehen Prof. Schröder und Prof. Ravelli dabei vor?
Das Forscher-Duo arbeitet mit dem nobelpreisgekrönten Verfahren der Elektronen-Kryomikroskopie. Dabei wird der Untersuchungsgegenstand vor der Mikroskopie auf minus 180 Grad Celsius gekühlt. Die Proben werden also „schockgefrostet“. Dadurch bleibt die Proteinstruktur intakt und auch kleinste Strukturen können unter dem Mikroskop dreidimensional sichtbar gemacht werden. Auf diese Weise will das Forscher-Duo den Aufbau der Oligomere detailliert darstellen und beschreiben.
Was ist das Ziel des Forschungsprojekts?
Das Ziel des Forschungsprojekts ist das bessere Verständnis der Struktur von Plaque-Vorstufen aus Beta-Amyloid-Oligomeren. Nur wenn diese Struktur im Detail erforscht ist, können Antikörper entwickelt werden, die passgenau an die Oligomere andocken und sie so unschädlich machen.
Was konnten Prof. Schröder und Prof. Ravelli herausfinden?
Mit Hilfe der Elektronen-Kryomikroskopie konnten Prof. Schröder und Prof. Ravelli ein hochaufgelöstes atomares 3-D-Modell einer Fibrillenstruktur von Beta-Amyloid erstellen. Es handelt sich dabei um die sogenannte pyroglutamierte Form, die besonders häufig in den Plaques vorkommt und sehr leicht verklumpt. Auf diese Weise wurde ein weiterer wichtiger Baustein der Beta-Amyloid-Plaques aufgeklärt. Zusätzlich wurde eine weitere Art von Fibrillen beobachtet, deren Struktur sich deutlich von der ersten unterscheidet. Das Team arbeitet daran, die Auflösung dieser Fibrille weiter zu erhöhen, so dass auch hier die atomare Struktur bestimmt werden kann. Außerdem gelang es, die Fibrillenstruktur einer weiteren Variante des Aβ-Peptids zu bestimmen. Diese „isländische“ Variante hat einen schützenden Effekt und führt zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit an Alzheimer zu erkranken. Auch konnten erste Bilder von Amyloid-Oligomeren erstellt werden, die als besonders giftig gelten. Möglichst genaue Bilder der molekularen Strukturen dieser Bausteine könnten helfen, gezielt gegen die Verklumpungen der Peptide vorzugehen und zu verstehen, warum manche Varianten weniger stark aggregieren und weniger Ablagerungen bilden als andere.
Wofür wurden die Fördermittel verwendet?
Mit den Fördermitteln wurde eine Doktorandin anteilig bezahlt (44.200 Euro). Zusätzlich wurden die Fördermittel verwendet, um die Elektronen-Kryomikroskopie durchführen zu können (1.800 Euro) sowie zur Teilnahme an internationalen Konferenzen (4.000 Euro).
Weitere 50.000 Euro erhielt Prof. Raimond Ravelli von Alzheimer Nederland, dem Kooperationspartner der Alzheimer Forschung Initiative e.V.
Wissenschaftliche Publikationen auf Basis des geförderten Projekts
Zielinski, M., Röder, C., Schröder, G.F. (2021) Challenges in sample preparation and structure determination of amyloids by cryo-EM. JBC Reviews. 297, ISSUE 2, 100938.
Foto: Forschungszentrum Jülich GmbH / Sascha Kreklau
Steckbrief:
Prof. Dr. Gunnar Schröder
1974
2015
Bremen
verheiratet, 2 Kinder
Hobbys:
Musik (Cello)
Ich bin Alzheimer-Forscher, weil…
ich mit meiner Expertise (Biophysik/Strukturbiologie) die Strukturen der an der Entstehung der Krankheit beteiligten Moleküle untersuchen kann, und erkannt habe, dass ich damit die Chance habe, einen wichtigen Beitrag zum grundlegenden Verständnis der Krankheit zu leisten.
Mein Forschungsprojekt ist besonders aussichtsreich, weil…
wir bereits zeigen konnten, dass wir in der Lage sind, atomare Strukturen von amyloiden Ablagerungen zu bestimmen. Darauf können wir aufbauen und werden nun untersuchen, wie verschiedene Varianten dieser amyloiden Moleküle im Gehirn zusammenspielen und schließlich zum Absterben der Nervenzellen führen.
Ich hoffe, dass die Alzheimer-Forschung in 10 Jahren…
ein wirksames Medikament hervorgebracht haben wird.
Persönliche Nachricht:
Ich danke allen Spenderinnen und Spendern von Alzheimer Forschung Initiative e.V. für ihre Unterstützung. Obwohl wir eher am grundlegenden Verständnis der Krankheit arbeiten, hoffe ich, dass wir mit unserem Projekt die Entwicklung von Wirkstoffen unterstützen und somit zu neuen Therapien beitragen können.
Ich bin sehr begeistert von dem direkten Kontakt zu den Spenderinnen und Spendern, der für mich als Forscher auch nochmal eine extra Motivation bedeutet, da somit auch die persönlichen Schicksale immer im Blick bleiben. Ich freue mich auch, ganz konkret und direkt den Spenderinnen und Spendern Rückmeldung geben zu können, wie wir ihre Spenden zur Erforschung der Alzheimerschen Demenz einsetzen.
