Wie die Myelinbildung gesteuert wird

Wird dieser Mechanismus absichtlich ausgeschaltet, dann funktioniert der Transport von Myelinbausteinen nicht mehr normal. Die Mainzer Biologen forschen seit fünf Jahren auf diesem Gebiet und hoffen, dass ein besseres Verständnis der Myelinbildung künftig dazu beitragen wird, neue regenerative Therapien für demyelinisierende Erkrankungen zu entwickeln. Ein Verlust der Myelinschicht ist beispielsweise auch die Ursache von Multipler Sklerose (MS).

Axone sind in der Lage, Reize mit einer Geschwindigkeit von über 100 Meter pro Sekunde durch unseren Körper zu leiten. Die langen Fortsätze der Nervenzellen bedienen sich dazu der sogenannten saltatorischen Erregungsleitung, bei der elektrische Impulse nicht gleichmäßig durch die Nervenzellen laufen, sondern von Schnürring zu Schnürring springen. Zwischen den Schnürringen sind die Axone von einer isolierenden Hülle, dem Myelin, umgeben.

Spezialisierte Gehirnzellen, die Oligodendrozyten, umwickeln dazu einen Abschnitt des Axons mit eigenen Fortsätzen und zwar mit bis zu 50 Membranschichten und dies nicht nur an einer Stelle, sondern je nach Bedarf an vielen Abschnitten des Axons gleichzeitig. Dafür benötigt ein Oligodendrozyt ein ausgeklügeltes und fein abgestimmtes Transportsystem, um die notwendigen Baustoffe gezielt und auch rechtzeitig an Ort und Stelle zu bekommen. Wie das genau vonstattengeht, ist kaum bekannt.

Den Mainzer Forschern ist es nun gelungen, einen Mechanismus nachzuweisen, der diese Logistik teilweise regelt. Demnach wird der Transport des wichtigsten Proteins für den Bau der Myelinschichten, das Proteolipid-Protein (PLP), von zwei anderen Proteinen kontrolliert, welche die Fracht im Innern der Oligodendrozyten zielsteuern: VAMP3 und VAMP7. Werden diese beiden Proteine in einer Zellkultur ausgeschaltet, dann ist der Transport von PLP deutlich verringert – am stärksten, wenn beide gleichzeitig entfernt wurden.

Bei genetisch veränderten Mäusen verlief die Myelinbildung dagegen auch bei fehlendem VAMP3 normal, war jedoch bei inaktivem VAMP7 verändert. VAMP7 könnte ein wichtiges Rädchen in der Membrantransport-Maschinerie darstellen, indem es den PLP-Nachschub zum Einbau in die Myelinmembran regelt. In Zukunft wollen die Mainzer Zellbiologen in Tierstudien beide VAMPs ausschalten und sehen, ob es einen direkten Link zu Erkrankungen gibt.

Literatur: Feldmann, A., et al.: J. Neurosci. 2011, Online-Veröffentlichung doi: 10.1523/JNEUROSCI.6638-10.2011