Alzheimer: Manche Nervenzellen trotzen dem Tau-Protein

Alzheimer trifft das Gehirn nicht überall gleich – manche Zellen halten länger durch

Bei Alzheimer wirken Tau-Ablagerungen nicht auf alle Nervenzellen gleich – einige bleiben trotz der Belastung länger stabil.

Nicht alle Nervenzellen reagieren bei Alzheimer gleich empfindlich auf krankhafte Veränderungen im Gehirn. Neue Forschungsergebnisse erklären, warum einige Zellen widerstandsfähiger bleiben als andere – selbst dann, wenn sich das für Alzheimer typische Tau-Protein bereits anreichert. Entscheidend ist ein innerer Schutzmechanismus der Zelle, der schädliches Tau erkennt und kontrolliert abbaut. Diese Fähigkeit kann darüber entscheiden, ob Nervenzellen früh ihre Funktion verlieren oder länger erhalten bleiben.

Untersucht wurde, welche Prozesse im Inneren menschlicher Nervenzellen steuern, wie stark sich Tau-Protein ansammelt. Dabei zeigte sich: Tau wird für viele Zellen erst dann gefährlich, wenn Abbau und Energieversorgung aus dem Gleichgewicht geraten. Warum einige Nervenzellen mit dieser Belastung besser umgehen als andere, ließ sich bislang nicht erklären. Neue Ergebnisse von UCLA Health und der University of California, San Francisco liefern dafür nun eine konkrete biologische Grundlage.

Das Tau-Protein wirkt bei Alzheimer nicht überall gleich

Im gesunden Gehirn stabilisiert Tau feine Transportbahnen innerhalb der Nervenzellen. Bei Erkrankungen verliert das Protein diese Aufgabe. Es verändert seine Form, lagert sich ab und stört den Zellbetrieb. Entscheidend ist dabei weniger die reine Menge an Tau. Wichtiger bleibt, wie zuverlässig eine Nervenzelle beschädigtes Tau erkennt und weiterverarbeitet. Die Wissenschaftler untersuchten menschliche Nervenzellen im Labor und konnten erstmals zeigen, wie der Abbau von Tau im Detail gesteuert wird – und warum dieser Prozess bei manchen Zellen besser funktioniert als bei anderen.

„Wir wollten verstehen, warum einige Nervenzellen anfälliger sind als andere“, sagt Dr. Avi Samelson, Assistenzprofessor für Neurologie an der UCLA und Erstautor der Studie. „Dabei haben wir Mechanismen entdeckt, die den Tau-Spiegel direkt regulieren.“

Eine eingebaute Müllabfuhr schützt Nervenzellen

Im Inneren jeder Nervenzelle arbeitet ein Recyclingzentrum, das sogenannte Proteasom. Es zerlegt beschädigte Eiweiße in ihre Bestandteile. Die Forschenden identifizierten einen Protein-Komplex mit dem Namen CRL5-SOCS4, der Tau mit einem Abbausignal versieht. Dieses Signal sorgt dafür, dass das Proteasom aktiv wird und Tau gezielt entsorgt.

Nervenzellen, bei denen dieser Mechanismus zuverlässig funktioniert, bleiben länger stabil. Untersuchungen von Hirngewebe aus Alzheimer-Patienten zeigen ein klares Muster: Zellen mit höherer Aktivität von CRL5-SOCS4 überleben häufiger, selbst wenn sich Tau bereits angesammelt hat. Das erklärt, warum der Krankheitsverlauf im Gehirn nicht überall gleich schnell voranschreitet.

Zellstress macht Tau besonders gefährlich

Neben dem Abbau spielt der Energiehaushalt der Nervenzellen eine zentrale Rolle. Das Gehirn benötigt viel Energie. Diese liefern die Mitochondrien, oft als Kraftwerke der Zelle bezeichnet. Gerät ihre Funktion ins Wanken, steigt der sogenannte oxidative Stress. Dabei entstehen aggressive Sauerstoffverbindungen, die Eiweiße schädigen und Abläufe stören.

Unter solchen Bedingungen entsteht ein besonderes Tau-Bruchstück mit einer Masse von rund 25 Kilodalton. Dieses Fragment ähnelt stark einem bekannten Biomarker, der im Blut und im Nervenwasser von Alzheimer-Patienten nachgewiesen wird. Samelson erklärt: „Dieses Tau-Fragment entsteht, wenn Zellen unter oxidativem Stress stehen und die Recyclingmaschine nicht mehr sauber arbeitet.“

Kleine Tau-Fragmente richten großen Schaden an

Das kurze Tau-Stück verhält sich anders als das vollständige Protein. Laborversuche zeigen, dass es die Art verändert, wie sich Tau-Ablagerungen bilden. Die Verklumpung verläuft langsamer, führt aber zu stabileren Strukturen. Solche Eigenschaften könnten den Verlauf der Erkrankung beeinflussen.

Oxidativer Stress verstärkt diesen Effekt. Schutzmechanismen, die Stress abfangen, bremsen ihn. Sinkt der Stress, entstehen weniger dieser problematischen Fragmente. Damit rückt der Zustand der Nervenzelle stärker in den Vordergrund als das Tau-Protein allein.

Die Unterschiede zwischen Nervenzellen lassen sich auf wenige, gut verständliche Prinzipien zurückführen:

Ein funktionierender Proteinabbau, der schädliches Tau rechtzeitig entsorgt
Stabile Energiekraftwerke, die oxidativen Stress begrenzen
Weniger problematische Tau-Fragmente, die den Zellbetrieb stören

Diese Faktoren greifen ineinander. Fällt einer aus, steigt das Risiko für Zellschäden. Bleiben sie erhalten, hält die Nervenzelle länger stand. Für künftige Therapien lassen sich mit diesem Wissen neue Wege finden: Denkbar wären Strategien, die den Tau-Abbau stärken oder den Energiehaushalt der Zellen stabilisieren. Konkrete Behandlungen existieren noch nicht. Doch das Verständnis wächst, warum Alzheimer im Gehirn so unterschiedlich verläuft.

Kurz zusammengefasst:

Nicht alle Nervenzellen sind Alzheimer schutzlos ausgeliefert: Beim Tau-Protein entscheidet nicht die Menge, sondern ob die Zelle es korrekt erkennt, markiert und abbaut.
Eine zelleigene „Müllabfuhr“ erhöht die Überlebenschancen: Nervenzellen mit funktionierendem Proteinabbau und stabiler Energieversorgung bleiben bei Alzheimer länger intakt.
Zellstress verschärft die Erkrankung: Oxidativer Stress fördert besonders schädliche Tau-Fragmente und beschleunigt so den Verlust von Nervenzellen.

Übrigens: Alzheimer trifft Frauen häufiger und oft schwerer als Männer – doch nicht Hormone scheinen dafür entscheidend zu sein, sondern aggressive Immunreaktionen im Gehirn. Neue Forschung zeigt, wie bestimmte Abwehrzellen Nervenschäden verstärken und den Verlauf prägen. Mehr dazu in unserem Artikel.