Seltene Erbkrankheit Zuckervorräte töten Gehirnzellen

Zucker ist nicht nur lebenswichtig, er kann auch tödlich sein - wenn Gehirnzellen ihn in einer bestimmten Form einlagern. Bei gesunden Menschen und Tieren sorgt ein komplexer Mechanismus dafür, dass solche Zuckerdepots nicht entstehen. Jetzt ist geklärt, wie er funktioniert.

Das Lafora-Syndrom ist selten, aber immer tödlich. Zuerst leiden die Betroffenen unter epileptischen Anfällen, später an Bewegungsstörungen und fortschreitender Demenz, bis sie schließlich sterben. Eine Heilung ist bislang unmöglich. Der Grund für das Lafora-Syndrom ist eine Eigenheit der Gehirnzellen: Während andere Zellen Zucker, genauer gesagt Glykogen, lieben und für ihre Energieversorgung brauchen, ist der Stoff für Gehirnzellen tödlich - wenn sie sich Depots anlegen.

Im Gehirn arbeiten deshalb gleich mehrere Kontrollsysteme unter der Aufsicht von Wächterproteinen daran, das Anhäufen von Zuckervorräten in den Nervenzellen zu verhindern, wie spanische Wissenschaftler nun zeigen konnten. Der Mechanismus sorgt dafür, dass die Maschinerie für die Herstellung eines Kohlenhydratspeichers in der Zelle ausgeschaltet bleibt.

Auf die aufwendige Steuerung der Glykogenproduktion stießen die Forscher, als sie das Lafora-Syndrom in Versuchen mit Mäusen untersuchten. Bei der Krankheit sammeln sich kleine Glykogenklümpchen in den Gehirnzellen an. Zwar ist schon länger bekannt, dass ein Defekt in einem von zwei Genen die Erkrankung auslöst, jedoch nicht, welche Konsequenzen innerhalb der Zelle diese Defekte haben.

Einen Teil dieser Frage konnten die Spanier jetzt aufklären: Die beiden Eiweiße, deren Baupläne auf den betreffenden Genen gespeichert sind, sind sozusagen die Aufseher über die anderen Sicherungsmaßnahmen, die das Anlaufen der Glykogenproduktion verhindern. Sie arbeiten so eng zusammen, dass ein Defekt in einem dieser Proteine das andere mit außer Gefecht setzt und sich dadurch die strikte Kontrolle lockert. Als Folge davon werden verschiedene Reaktionen angestoßen, an deren Ende die Bildung der Glykogenkörnchen und schließlich der Tod der Nervenzelle steht, berichten David Vilchez von der Universität von Barcelona und seine Kollegen in der Fachzeitschrift "Nature Neuroscience".

Rätselhaft bleibe allerdings, warum es die Glykogen-Maschinerie in den Nervenzellen überhaupt noch gibt, erklären die Wissenschaftler. Angesichts der tödlichen Konsequenzen einer Fehlfunktion hätte sie ihrer Ansicht nach eigentlich im Lauf der Evolution verschwinden müssen.

Die Forscher vermuten jedoch, dass es möglicherweise noch eine bislang unbekannte zweite Funktion der beteiligten Proteine gibt, oder dass die Struktur der zuständigen Gene eine Ausmerzung nicht erlaubt. Die neuen Erkenntnisse könnten nun jedoch nicht nur helfen, eine Therapie für das Lafora-Syndrom zu entwickeln, sondern auch andere Krankheiten mit Störungen im Glykogenstoffwechsel besser zu verstehen.

cis/ddp

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