Funktionen des Alzheimer-Schlüsselproteins APP

Die interdisziplinäre Transregio-Forschergruppe „Physiologische Funktionen der APP-Genfamilie im zentralen Nervensystem“ wird ihre Arbeit für weitere drei Jahre fortsetzen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat eine zweite Förderperiode mit Mitteln in Höhe von insgesamt rund 1,8 Millionen Euro bewilligt. Die 2010 eingerichtete Forschergruppe wird von Prof. Dr. Ulrike Müller vom Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie der Universität Heidelberg koordiniert. Neben Heidelberger Forschern sind daran Wissenschaftler aus Braunschweig, Frankfurt, Kaiserslautern und Mainz beteiligt. Sie untersuchen das Protein APP, das eine Schlüsselrolle bei der Entstehung der Alzheimer-Demenz spielt, und gehen in diesem Zusammenhang der Frage nach, welche Bedeutung APP für die Kommunikation von Nervenzellen im Gehirn gesunder Menschen besitzt. Dabei geht es insbesondere um den Einfluss dieses Proteins für Lernprozesse und Gedächtnisleistung, sowie um ein besseres Verständnis der APP-Funktionen, um neue Alzheimer-Therapieansätze entwickeln zu können.

Alzheimer wird ausgelöst durch Ablagerungen unlöslicher Eiweißbestandteile im Gehirn, die in der Umgebung von Nervenzellen „Plaques“ bilden. Hauptbestandteil ist das sogenannte β-Amyloid-Peptid, das die Nervenzellen schädigt, bis sie absterben. Dieses kleine Eiweißmolekül entsteht durch enzymatische Spaltung aus seinem wesentlich größeren Vorläufer, dem Amyloid-Prekursor-Protein (APP). Wie Prof. Müller erläutert, sind die normalen zellbiologischen und physiologischen Funktionen von APP und seinen Spaltprodukten bisher weitgehend unbekannt. Dabei wird APP in fast allen Zellen des Gehirns produziert, vor allem in Regionen, die für die Gedächtnisbildung wichtig sind. Ziel des Forschungsverbundes ist es, mit einem interdisziplinären Ansatz die physiologischen Funktionen von APP von der molekularen Ebene bis hin zu seiner Rolle im intakten Nervensystem zu verstehen. Außerdem untersuchen die Wissenschaftler, welche Rolle APP und verwandte Proteine bei der Verhinderung der Schädigung von Nervenzellen oder deren Regeneration spielen.

Die Forschergruppe „Physiologische Funktionen der APP-Genfamilie im zentralen Nervensystem“ besteht aus fünf Wissenschaftlerteams der Universitäten Heidelberg, Frankfurt und Mainz sowie der Technischen Universitäten Kaiserslautern und Braunschweig. Die Heidelberger Projekte werden mit insgesamt rund 950.000 Euro gefördert. An der Ruperto Carola wirken zwei Arbeitsgruppen aus den Biowissenschaften mit: Das Wissenschaftlerteam um Prof. Müller analysiert anhand genetisch veränderter Mausmodelle die Rolle der APP-Genfamilie im Zentralnervensystem. In einem gemeinsamen Projekt mit Dr. Andreas Vlachos und Prof. Dr. Thomas Deller von der Universität Frankfurt beschäftigt sich Prof. Müller mit der Rolle von APP für funktionelle Anpassungsprozesse zur Aufrechterhaltung neuronaler Regelkreise. Die Arbeitsgruppe von Dr. Klemens Wild untersucht am Biochemie-Zentrum der Universität Heidelberg mittels Röntgenstrukturanalyse die dreidimensionale Struktur von APP. An der Medizinischen Fakultät Heidelberg geht das Team von Prof. Dr. Andreas Draguhn der Frage nach, welche Funktion APP für die synaptische Kommunikation in neuronalen Netzen hat. Die Arbeiten sind am Institut für Physiologie und Pathophysiologie angesiedelt.