Decoding Miro1: Investigating mitochondrial exchange between neurons and microglia
Die Parkinsonkrankheit (Parkinson’s disease, PD) ist weltweit die zweithäufigste Nervenverfallskrankheit. Ihre Ursache ist der fortschreitende Verlust von Nervenzellen (Neuronen), in denen sich ein schädliches Protein namens α-syn anreichert.
Von großer Bedeutung für die Neuronenfunktion sind die Mitochondrien, kleine Körperchen (Organellen), die der Energiegewinnung dienen und innerhalb der Zellen an Orte mit hohem Energiebedarf transportiert werden. Man kennt verschiedene Gene, die bei PD verändert sind und deren fehlerhafte Proteinprodukte die Mitochondrienfunktion beeinträchtigen. Ein solches Protein namens Miro1 wirkt entscheidend am Transport der Mitochondrien innerhalb der Neuronen mit. Welche Bedeutung seine Veränderung im Einzelnen für die Mitochondrienfunktion und die Entstehung der PD hat, ist jedoch nicht geklärt.
Wie Dr. Scheiblich zeigen konnte, werden Mitochondrien auch von den Mikrogliazellen, die im Nervengewebe Stütz- und Immunfunktionen erfüllen, durch „Röhren“ (tunneling nanotubes, TNTs) in die Neuronen übertragen. Auf diese Weise werden die Neuronen widerstandsfähiger gegen die Belastung durch α-syn.
Im Rahmen des Forschungsprojekts wird genauer geklärt, wie der Transfer der Mitochondrien durch die TNTs im Einzelnen abläuft, wie sich seine Störung auf die Entstehung der PD auswirkt und welche Rolle Miro1 dabei spielt. Im Einzelnen sollen an geeigneten Zellkulturen mit molekularbiologischen, elektronenmikroskopischen, biochemischen und immunologischen Methoden folgende Fragen beantwortet werden:
- Wie verändern sich der Mitochondrientransport von Mikrogliazellen zu Neuronen und die Leistungsfähigkeit der Mitochondrien, wenn die Neuronen α-syn enthalten?
- Wie interagieren Miro1 und das eng mit ihm verwandte Miro2 mit den Proteinen der TNTs? Durch welchen Mechanismus regulieren die Miro-Proteine demnach den Mitochondrientransport von den Mikroglia- zu den Nervenzellen? Kann ein Miro1-Mangel in den Neuronen durch gesunde Mikrogliazellen ausgeglichen werden?
- Wie interagieren andere Proteine, die bei PD verändert sind, mit Miro1? Welchen Einfluss haben sie auf den Miro1-vermittelten Mitochondrientransport?
Insgesamt möchte Dr. Scheiblich neue Aufschlüsse über den Miro1-vermittelten Mitochondrientransport von Mikroglia- zu Nervenzellen und seine Störungen bei PD gewinnen. Auf diese Weise sollen neue therapeutische Ansatzpunkte gefunden werden, um die Nervenzellen widerstandsfähiger gegen PD und andere Nervenverfallskrankheiten zu machen.