Neues Enyzm für Lernfähigkeit entdeckt

2011-10-31

Alzheimer ist inzwischen schon so oft in den Medien thematisiert worden, dass die Krankheit kaum noch einer Erklärung bedarf. Im Gegensatz zu bloßer Vergesslichkeit, hängt Alzheimer mit einer Veränderung der Gehirnzellen zusammen. Koreanische Wissenschaftler haben nun ein Enzym entdeckt, das offensichtlich mit der Lernfähigkeit eines Menschen zu tun hat. Hören wir hierzu Herrn Prof. Kaang Bong-kiun (강봉균) von der Abteilung für Kognitive Hirnforschung an der Seouler Nationaluniversität.

Prof. Kaang: “Das Enzym, das wir entdeckt haben, heißt PI3K Gamma. Die Enzyme der PI3K-Familie gibt es in vielen verschiedenen Formen, sie werden mit Alpha, Beta, Delta usw. unterschieden. PI3K Gamma gehört zu den PI3K-Enzymen, die für das Immunsystem, die Herzfunktion und das Nervensystem zuständig sind. Dabei konzentrierte sich die Forschung vor allem auf die ersten beiden Funktionen, während das Nervensystem bislang vernachlässigt wurde. Wir haben jetzt aber herausgefunden, was das Enzym für das Nervensystem für eine Rolle spielt.“

Wenn Koreaner über eine intelligente Person sprechen, sagen sie oft, sein Gehirn funktioniere gut. Und tatsächlich ist der Volksmund unerwartet nahe an der Wahrheit: Das Enzym PI3K Gamma, das von Prof. Kaang und seinem Team entdeckt wurde, ist dafür zuständig, das Gehirn zum Arbeiten zu bringen und den Fluss der Neurotransmitter zu beschleunigen. Prof. Kaangs Team hat in Tierversuchen beweisen können, dass PI3K Gamma ein Schlüsselenzym für Gedächtnis, Lernen und Urteilskraft ist.

Prof. Kaang: “Wir arbeiteten mit Mäusen, denen das besagte Enzym entfernt wurde. Diese speziellen Mäuse hatten also keine Gene für das PI3K-Gamma-Enzym. Wir analysierten die Gehirnstruktur der Tiere und fanden zunächst keine größeren Unterschiede zu anderen Artgenossen. Aber der Hippocampus, ein wichtiger Teil für Lernen und Gedächtnis, brachte uns zum Staunen. Als wir untersuchten, wie die Synapsen im Hippocampus der PI3K-gammalosen Mäuse funktionieren, sahen wir, dass diese so gut wie gar nicht arbeiteten.

Kognitive Flexibilität ist der Grund, warum wir unsere Erfahrungen mit neuen Informationen überschreiben können. Ohne diese Flexibilität kann unser Gehirn nichts neues Lernen. Ein einfaches Beispiel: Sie kaufen ein neues Handy und wollen ihre neue Nummer auswendig lernen, aber das geht nicht, weil die alte Nummer noch im Kopf ist und nicht überschrieben werden kann. Kognitive Flexibilität ist nur dann gegeben, wenn das Signalübertragungssystem der Neurotransmitter fehlerfrei funktioniert. Wir erhalten eine Information, die Neurotransmitter übermitteln sie auf eine Synapse. Die Verbindungen zwischen den Synapsen entscheiden, wie wir die Information abspeichern. Damit eine neue Information gespeichert bleibt, müssen die Nervenzellen mit der neuen Information gestärkt, die mit der alten geschwächt werden. Professor Kaang hat in Unterwasser-Labyrinthtests herausgefunden, dass PI3K Gamma eine wichtige Rolle in diesem Prozess spielt. Dies könnte neue Impulse für Alzheimer-Medikamente geben.

Prof. Kaang: “Unsere Studie belegt, dass PI3K Gamma wichtig ist, um die Kognitive Flexibilität und somit Gedächtnis, Lernfähigkeit und Urteilskraft zu stärken. Es ermöglicht so, nicht nur auf Basis alter Informationen zu handeln, sondern neue Impulse einzubeziehen, d.h. neue Erinnerungen zu schaffen oder etwas zu lernen. Die Signifikanz unser Studie liegt darin, dass wir wichtige Hinweise entdeckt haben, die uns helfen, kognitive Kontrolle und die die verwandten Molekularmechanismen zu verstehen. Das wiederum könnte Alzheimerpatienten helfen, ihre Gedächtnisfunktion und kognitiven Fähigkeiten zurückzuerlangen. Natürlich können wir auf Basis dieser Studie nicht sofort mit der Medikamentenentwicklung beginnen, aber wir haben die Grundlagenarbeit geleistet, indem wir bewiesen haben, dass PI3K eine zentrale Rolle im Prozess spielt. Wir suchen jetzt folglich in einem nächsten Schritt nach Wegen, dieses Enzym im Menschen zu stärken.“

Sollte eine künstliche Stimulierung des Enzyms gelingen, könnten selbst Alzheimer-Patienten wieder ihre Gedächtnisfunktion wiederbeleben und neue Informationen wieder normal abspeichern. Gleichzeitig könnte das Verständnis der Funktionsweise des Enzyms dazu beitragen, schlechte Erinnerungen, z.B. bei Patienten mit posttraumatischer Belastungsstörung, wie bei einem Computer nach und nach zu löschen. Jetzt geht es um die Feinabstimmung und Prof. Kaang und sein Team sind motivierter denn je, jetzt wo sie so nahe an der Lösung eines alten Menschheitsproblems sind.

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