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6a. Einleitung
Morbus Alzheimer, eine Anfang des 20. Jahrhunderts durch Alois Alzheimer beschriebene neurodegenerative Erkrankung, stellt eine der größten gesundheitlichen Herausforderungen der modernen Gesellschaft dar. Im Vorfeld der internationalen Alzheimer-Konferenz in Wien im Jahr 2009 wurde die Zahl der allein in Österreich Betroffenen auf 100.000 Personen geschätzt. Vor dem Hintergrund dieser alarmierenden Situation, die sich im Zusammenhang mit steigender Lebenserwartung weiter verschärfen dürfte, wird weltweit an der Erforschung der molekularen Grundlagen hinter dieser Erkrankung gearbeitet.
Es gilt heute als erwiesen, dass Morbus Alzheimer mit der Bildung von „Plaques“ im Gehirn einhergeht, welche auf fehlerhaft gefaltete Beta-Amyloid-Peptide zurückzuführen sind. Für die Bildung dieser neurotoxischen Peptide ist die Endopeptidase „Beta-Site Amyloid Precursor Proteincleaving Enzyme 1“ (BACE1) verantwortlich. Dieses Enzym schneidet das Vorläufer-Protein, das „Amyloid Precursor Protein“ (APP), und liefert damit die Basis für die Bildung besagter Plaques (Lit. 2. Vassar und Kollegen, 1999; Lit.1. Haniu und Kollegen, 2000).
Für BACE1 wird damit eine zentrale Rolle in der Pathogenese von Morbus Alzheimer angenommen (Lit. 3. Wang und Kollegen, 2008) und das Enzym kann in weiterer Folge als potenzieller Ansatzpunkt für die Entwicklung medikamentöser Strategien gegen diese Krankheit gelten. Die exakten Grundlagen der Regulation von BACE1 sind jedoch nicht vollständig geklärt. Im Jahr 2008 lieferten Wang und Kollegen Hinweise auf eine Regulation dieses Enzyms durch die microRNA-107 (miRNA-107). Die Autoren schließen in ihrer Studie, dass diese Form der Regulation grundlegend für die Pathogenese von Alzheimer ist und vermuten gleichzeitig die Existenz mehrerer Regelkreise für BACE1 auf transkriptionaler, translationaler und posttranslationaler Ebene. Vor dem Hintergrund dieser Erkenntnisse stellt sich die Frage, inwieweit die mit der Regulation von BACE1 in Zusammenhang gebrachte miRNA-107 auf transkriptionaler Ebene auf die Expression von BACE1 einwirkt.
Die vorliegende Studie versucht somit, die Frage nach einem Zusammenhang zwischen miRNA-107 und der Regulation von BACE1 auf mRNA-Ebene näher zu beleuchten. Dazu wurden menschliche Gehirnzellen mit Alzheimer-Charakteristika (SH-SY5Y) mit miRNA-107 mimic transfiziert, d. h. es wurde eine synthetisch hergestellte miRNA eingebracht, die dann in den Zellen ausreift und in die Genexpression eingreifen kann. Im Anschluss daran wurde mithilfe von qRT-PCR das mRNA-Level von BACE1 untersucht. Der Vergleich mit dem BACE1-mRNA-Level in nicht-transfizierten SH-SY5Y-Zellen sollte Hinweise auf mögliche miRNA-107-abhängige Regulation von BACE1 auf transkriptionaler Ebene geben und damit einen Beitrag zum verbesserten Verständnis der molekularen Grundlagen hinter Morbus Alzheimer leisten.
 
Literatur
1.) Haniu M, Denis P, Young Y, Mendiaz EA, Fuller J, Hui JO, Bennett BD, Kahn S, Ross S, Burgess T, Katta V, Rogers G, Vassar R, Citron M (2000) Characterization of Alzheimer’s beta-secretase protein BACE. A pepsin family member with unusual properties. J Biol Chem 275:21099–21106.
2.) Vassar R, Bennett BD, Babu-Khan S, Kahn S, Mendiaz EA, Denis P, Teplow DB, Ross S, Amarante P, Loeloff R, Luo Y, Fisher S, Fuller J, Edenson S, Lile J, Jarosinski MA, Biere AL, Curran E, Burgess T, Louis JC, et al. (1999) Beta-secretase cleavage of Alzheimer’s amyloid precursor protein by the transmembrane aspartic protease BACE. Science 286:735–741.
3.) Wang WX, Rajeev BW, Stromberg AJ, Ren N, Tang G, Huang Q, Rigoutsos I, Nelson PT (2008) The expression of microRNA miR-107 decreases early in Alzheimer's disease and may accelerate disease progression through regulation of beta-site amyloid precursor protein-cleaving enzyme 1. The Journal of Neuroscience 28(5):121.
 
 
Beta-Amyloid-Peptide:
kleine Eiweißstücke, die sich im Gehirn ablagern ( „Verkalkung“)
neurotoxisch:
wirkt giftig auf Nervenzellen
Endopeptidase:
Enzym das Peptide (kleine Eiweiße) schneidet
Pathogenese:
Entstehung und Entwicklung einer Krankheit
Transkription:
Umschreiben der Erbinformation von DNA auf mRNA (messenger RNA)
Translation:
Übersetzen der Erbinformation von mRNA in ein Protein
posttranslationale Regulation:
Eingriff nach dem Entstehen des Proteins, zB. Umbau, Abbau, neue Faltungen…..
SH-SY5Y:
siehe http://en.wikipedia.org/wiki/SH-SY5Y