Forscher sehen möglichen neuen Weg für eine Therapie der Huntington-Krankheit

Köln – Ein aus Pflanzen gewonnenes synthetisches Enzym – die Stromal Processing Peptidase (SPP) – könnte Proteinverklumpungen verhindern, die bei krankhaften Veränderungen in Modellen der Huntington-Krankheit auftreten. Das berichtet eine Arbeitsgruppe der Exzellenzcluster für Alternsforschung CECAD und für Pflan­zen­wissenschaften CEPLAS der Universität zu Köln in Nature Aging (2023, DOI: 10.1038/s43587-023-00502-1).

Die Forscher konzentrierten sich auf Polyglutamin (PolyQ)-Erkrankungen. Das sind neurodegenerative Er­krankungen, die durch mehrfache Wiederholungen von Glutaminamino­säuren in bestimmten Proteinen verursacht werden. Eine übermäßige Anzahl von PolyQ-Wiederholungen kann dazu führen, dass Proteine verklumpen, oder sich in schädlichen Proteinablagerungen ansammeln, was zu zellulärer Dysfunktion und zum Zelltod führt.

Bisher wurden neun PolyQ-Erkrankungen beim Menschen beschrieben, die noch immer unheilbar sind. Unter ihnen ist die Huntington-Krankheit eine Erbkrankheit, die zu einer umfassenden Schädigung des Gehirns führt und Denken, Verhalten, Emotionen und Bewegungen stört.

Pflanzen stellen Hunderte von Proteinen her, die PolyQ-Wiederholungen enthalten. Interessanterweise wurden laut der Arbeitsgruppe bisland aber keine Pathologien aufgrund dieser Faktoren gemeldet.

Die Forscher entdeckten, dass Chloroplasten, pflanzenspezifische Organellen, die die Photosynthese durch­führen, der Grund dafür sind, dass die Pflanzen keine toxischen Proteinablagerungen aufweisen. „Im Gegen­satz zum Menschen haben Pflanzen Chloroplasten, einen zusätzlichen Zelltyp von Organellen, der eine er­weiterte molekulare Maschinerie zur Beseitigung toxischer Proteinaggregate bereitstellen könnte“, erläuterte Llamas.

In der Folge identifizierte das multidisziplinäre Team das Chloroplasten-Pflanzenprotein SPP als den Grund dafür, dass Pflanzen nicht von dem problematischen Proteinverklumpungen betroffen sind. Die Produktion des pflanzlichen SPP in Modellen der Huntington-Krankheit wie menschlichen kultivierten Zellen und Fadenwürmern reduzierte die Proteinverklumpungen und die Symptome der Krankheit.

„Wir waren erfreut zu beobachten, dass die Expression des pflanzlichen SPP-Proteins die Beweglichkeit von Caenorhabditis-Elegans-Würmern, die von Huntington betroffen sind, sogar in späteren Alterungsstadien verbesserte“, erläuterte Hyun Ju Lee aus dem Studienteam.

Die Ergebnisse eröffneten somit die Möglichkeit, SPP als mögliche Therapie für die Huntington-Krankheit zu testen, hieß es aus der Arbeitsgruppe.

hil