Die alpha-Sekretase ADAM10 im gesunden Alterungsprozess und als Therapieziel bei der Alzheimer'schen Erkrankung
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Die Alzheimer’sche Erkrankung stellt die am weitesten verbreitete Form der Demenz dar. Für die immer tödlich endende Krankheit existieren aktuell keine kurativen Therapieformen. Eines der charakteristischen Merkmale der Erkrankung stellen die sogenannten senilen Plaques im Gehirn betroffener Patienten dar. Diese Plaques bestehen hauptsächlich aus Ablagerungen von Amyloid-beta Peptid.
Bisherige Forschungen mit dem Ziel therapeutischer Interventionen mit dem Amyloid-beta Peptid im Fokus waren weitestgehend erfolglos. Durchgeführte Studien beschäftigten sich vor allem mit der Hemmung der beta-Sekretase als dem Enzym, das für die Spaltung des Amyloid-Vorläuferproteins (APP) und damit der Generierung des Amyloid-beta Peptids verantwortlich ist (amyloidogener Weg). Alternative Ansätze verfolgen das Ziel, die Expression der alpha-Sekretase ADAM10 zu steigern, um das Ungleichgewicht der APP Spaltung zugunsten des nicht-amyloidogenen Wegs zu beeinflussen. Auf diese Weise würde nicht nur die Menge an Amyloid-beta verringert, sondern auch mit dem alternativem Spaltprodukt APPs-alpha ein neuroprotektiver Faktor freigesetzt werden.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Expression von ADAM10 in Thrombozyten bei kognitiv gesund alternden Probanden untersucht. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die periphere Menge an ADAM10 im normalen Alterungsprozess ansteigt. Zusammen mit den Ergebnissen anderer Forschungsgruppen, die einen Zusammenhang von zerebraler mit peripherer Menge von ADAM10 zeigten, kann damit erstmalig ein Verlauf der alpha-Sekretase Expression im gesunden Alterungsprozess gezeigt werden.
Weiterhin wird in dieser Arbeit die Analyse einer Bibliothek von 313 koreanischen Heilpflanzenextrakten beschrieben. In Zellkulturversuchen wurden die Extrakte auf ihre Fähigkeit hin untersucht, selektiv den humanen ADAM10 Promotor zu aktivieren. In ersten Versuchen mit wildtypischen Mäusen wurden durch in vitro Versuche vorselektionierte Kandidatenextrakte auch in vivo getestet. Hierbei konnte die generelle Verträglichkeit der Extrakte, sowie die ADAM10-steigernde Wirkung eines Extrakts aus Caragana sinica in der Leber von behandelten Tieren bestätigt werden. Über weiterführende Analysen und eine Fraktionierung des Extrakts konnten bioaktive Fraktionen isoliert werden. Mit Hilfe von massenspektrometrischen Untersuchungen wurde alpha-Viniferin als die für die ADAM10 Expressionssteigerung verantwortliche Komponente des Extrakts identifiziert.
Schließlich wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Projekt zur Generierung einer ADAM10 Promotor Reporter Maus unterstützt. Hierbei sollte eine Mauslinie erzeugt werden, bei der eine Luziferase parallel zum endogenen ADAM10 Protein translatiert wird. In dieser Arbeit wurden mittels PCR Klone von embryonalen Stammzellen ausgewählt, die nach Elektroporation mit einem Zielvektor wie gewünscht transfiziert waren. Weiterhin konnte durch Lumineszenzmessungen an Stammzellmaterial auch ein funktionaler Beleg der erfolgreichen Inserierung der Zielsequenz erbracht werden. Auf Basis dieser Ergebnisse konnten Klone identifiziert werden, die für die Implantation in Ammentiere in Frage kommen und somit zur Erzeugung der Gründertiere der Reporter Mausline dienen.