Forschende der UZH haben ein innovatives 2D-Zellkulturmodell namens iNets entwickelt, das die Eigenschaften des menschlichen Gehirns widerspiegelt und komplexe Mechanismen der Neurodegeneration aufschlüsselt. Dabei wurden sie von den hochdichten Mikroelektroden-Arrays (HD-MEAs) von MaxWell Biosystems unterstützt, einer Ausgründung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich.
Damit gelang es ihnen laut einem Bericht der Universität, einen Ansatzpunkt zur Behandlung der Frontotemporalen Demenz (FTD) und der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) zu identifizieren. Diese bahnbrechende Arbeit wurde von Dr. Marian Hruska-Plochan (Erstautor) in der Gruppe von Prof. Dr. Magdalini Polymenidou (Letztautorin) am UZH-Departement für Quantitative Biomedizin geleitet und im Fachmagazin „Nature" veröffentlicht.
Bei ALS sterben Neuronen in der motorischen Hirnrinde und im Rückenmark ab, was Lähmungen hervorruft. Bei FTD sind hingegen Hirnregionen betroffen, die für Kognition, Sprache und Persönlichkeit zuständig sind. Beides sind Krankheiten, die unaufhaltsam fortschreiten und für die es noch keine wirksamen Behandlungsmethoden gibt.
Bekannt war, dass es bei beiden Krankheiten in den Neuronen des zentralen Nervensystems eine abnorme Anhäufung des Proteins TDP-43 gibt. Die UZH-Studie konnte mithilfe dieses Zellkulturmodells nun aufschlüsseln, dass eine toxische Anhäufung eines weiteren Proteins namens NPTX2 für das Fehlverhalten von TDP-43 verantwortlich ist, was wiederum zum Absterben der Nervenzellen führt.
Das Team überprüfte diese experimentellen Erkenntnisse an Hirngewebe von Personen, die an ALS oder FTD gestorben waren. Und tatsächlich stellten sie fest, dass sich NPTX2 auch hier in Zellen anreichert, die eine abnorme Anhäufung von TDP-43 enthalten. Das iNets-Zellkulturmodell konnte die Pathologie von ALS- und FTD-Betroffenen also genau vorhersagen.
„Die Entdeckung von NPTX2 gibt uns eine klare Chance, ein Therapeutikum zu entwickeln, das beim Kern der Krankheit ansetzt“, so Magdalini Polymenidou. In Verbindung mit zwei weiteren Zielmolekülen, die kürzlich von anderen Forschungsteams identifiziert wurden, wäre also eine Kombinationstherapie für ALS und FTD denkbar.
