Wenn Zellen ihren Abfall nicht loswerden

Zellen sind keine ordentlichen Orte. In ihnen entsteht ständig Müll: beschädigte Bestandteile, falsch gebaute Eiweiße und manchmal auch eingedrungene Bakterien. Damit eine Zelle gesund bleibt, muss sie diesen Abfall erkennen und entsorgen. Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben nun genauer verstanden, wie diese zelluläre Müllabfuhr funktioniert.

Im Mittelpunkt der neuen Studie steht ein Eiweiß mit dem Namen Optineurin. Es wirkt in der Zelle wie ein Sortierer. Optineurin erkennt schädliche Bestandteile und markiert sie für den Abtransport. Danach werden diese Teile in kleinen Bläschen verpackt und in der Zelle abgebaut. Dieser Reinigungsprozess heißt Autophagie, was so viel bedeutet wie „Selbstverdauung“.

Damit Optineurin seine Arbeit richtig machen kann, muss es mit einem weiteren Eiweiß zusammenarbeiten, das TBK1 heißt. Dieses verändert Optineurin chemisch und macht es dadurch besonders aktiv. Erst dann kann Optineurin beschädigte Bestandteile zuverlässig binden und zur Müllabfuhr der Zelle weiterleiten.

Die Forschenden konnten zeigen, dass sich Optineurin nach dieser Aktivierung zu größeren Strukturen zusammenschließt. In diesen Bereichen sammelt sich der zelluläre Abfall, bevor er endgültig entsorgt wird. So arbeitet die Zelle effizient und gezielt.

Problematisch wird es, wenn Optineurin oder TBK1 nicht richtig funktionieren. Dann bleibt schädliches Material in der Zelle liegen und kann sich ansammeln. Besonders Nervenzellen sind dafür anfällig. Solche Störungen stehen im Zusammenhang mit schweren Erkrankungen wie der Amyotrophen Lateralsklerose, kurz ALS, oder bestimmten Formen von Demenz.

Die neuen Erkenntnisse helfen, diese Prozesse besser zu verstehen. Langfristig könnten sie dazu beitragen, neue Behandlungsansätze für Erkrankungen zu entwickeln, bei denen die zelluläre Müllabfuhr gestört ist.