Die Rolle des Natrium-Calcium-Lithium-Transporters in der Pathophysiologie der Amyotrophen Lateralsklerose

Le, Thanh Tu GND

Die Amyotrophe Lateralsklerose ist eine progrediente neurodegenerative Erkrankung der Motoneurone (MN). Die resultierende muskuläre Atrophie führt u.a. zu Dysarthrie, Dysphagie, Bewegungsstörungen und respiratorische Insuffizienz. Die durchschnittliche Überlebenszeit nach Diagnosestellung beträgt 3-5 Jahre. Zu den pathogenetischen Faktoren der Erkrankung zählt die Calciumdysregulation mit mitochondrialer Calciumüberladung, die zur Apoptose führt. Die Ursache könnte eine gestörte Calciumelimination aus Mitochondrien sein, die in Neuronen durch den Natrium-Calcium-Lithium-Transporter (NCLX) gesteuert wird. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Rolle des NCLX in der Pathogenese der ALS zu untersuchen. Dazu wurden primäre MN Co-Kulturen (MN-Kultur) und NSC34-Zellen genutzt, die die ALS typische Mutation hSOD1G93A exprimierten. Die Messung der intrazellulären Calciumkonzentration unter Applikation von Forskolin als Aktivator des NCLX ergab eine unterschiedliche Reaktion zwischen hSOD1G93A MN und MN der gesunden Kontrollgruppe. Eine Applikation von Forskolin während einer Zellaktivierung führte zu keinen Unterschieden in der Veränderung der intrazellulären Calciumkonzentration. Die Inkubation von primären MN mit Forskolin, CGP37157 als NCLX-Inhibitor oder einer Kombination aus Kainat und jeweils einer der Substanzen konnte keine Verbesserung des Zellüberlebens unter basalen Bedingungen und Kainat-induzierter Exzitotoxizität nachweisen. Die immunhistochemische Analyse der NCLX-Lokalisation in MN zeigte ein NCLX-Signal in den Zellsomata und -Fortsätzen, was mit einer mitochondrialen Lokalisation vereinbar ist. Die Quantifizierung der NCLX-Expression ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen hSOD1G93A MN im Vergleich zur Kontrollgruppe. Durch die Messung der NCLX-Expression mithilfe des Western Blot-Verfahrens in NSC34-Zellen wurde die Existenz von zwei Isoformen mit einer Proteinlänge von 60 kDa und 100 kDa nachgewiesen, wobei sich eine signifikant erniedrigte Expression beider NCLX-Isoformen im ALS-Modell zeigte. Eine Behandlung mit Forskolin oder CGP37157 konnte die NCLX-Expression der 60 kDa-Isoform signifikant erhöhen, während sich die 100 kDa-Isoform nur nach Forskolin-Behandlung verstärkte. Die Ergebnisse dieser Arbeit implizieren eine Rolle des NCLX in der Pathogenese der ALS, die es in weiteren Studien genauer zu analysieren gilt.

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Le, T.T., 2019. Rolle des Natrium-Calcium-Lithium-Transporters in der Pathophysiologie der Amyotrophen Lateralsklerose. Jena. https://doi.org/10.22032/dbt.40225
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