Zwei am 26. Oktober veröffentlichte Studien zeigen Peptide, die Aufgaben übernehmen, die man ihren Namen nicht ansieht. Bei Fruchtfliegen scheint ein keimabwehrendes Peptid dem Darm zu helfen, seine eigenen verbrauchten Zellen zu beseitigen. Bei Mäusen mit Alzheimer-ähnlicher Erkrankung verbesserte ein Peptid, das dafür bekannt ist, Tiere wach zu halten, den Schlaf und wurde mit weniger Amyloid im Gehirn in Verbindung gebracht.
Beide Studien arbeiteten mit Tieren, und keine sagt, was bei Menschen geschehen würde. Sie lohnen dennoch eine genaue Lektüre, denn jede verweist auf eine mögliche neue Rolle eines kleinen, genau definierten Moleküls.
Pileup: ein keimabwehrendes Peptid mit einer zweiten Aufgabe
Antimikrobielle Peptide sind vor allem dafür bekannt, Bakterien abzutöten. Ein Team unter Leitung der Seoul National University hat bei Fruchtfliegen ein neues entdeckt, Pileup genannt, das offenbar eine zweite Aufgabe hat, wenn der Darm altert. Über die Arbeit berichteten Lee, Kim und Kollegen in Current Biology.
Ältere Zellen der Darmschleimhaut bauen Stress auf, wenn ihre Mitochondrien, die Strukturen, die die Zelle mit Energie versorgen, zu versagen beginnen. Laut dem Team schaltet dieser Stress in diesen Zellen Pileup ein. Das Peptid schädigt ihre Membranen und löst ein Signal aus, das nach Ansicht der Forschenden dazu beiträgt, dass die Zellen abgestoßen werden, wodurch Platz für neue entsteht.
Was ohne das Peptid geschah
Fliegen, denen Pileup und die drei verwandten Gene fehlten, entwickelten eine tumorartige Ansammlung von Zellen, einen durchlässigen Darm und eine aus dem Gleichgewicht geratene Darmflora, und sie starben früh. Das legt nahe, dass die Aufräumfunktion des Peptids wichtig ist, damit die Darmschleimhaut mit dem Altern der Fliegen gesund bleibt.
Das Ergebnis stammt nur von Fruchtfliegen. Es ist daher noch nicht bekannt, wie viel davon auf den Menschen übertragbar ist.
Neuropeptid S: ein wachmachendes Peptid, umgekehrt eingesetzt
Neuropeptid S ist ein Peptid aus 20 Aminosäuren, das vor allem dafür bekannt ist, Nagetiere nach einer einzigen Dosis wach zu halten. Ein Team der Wuxi School of Medicine der Jiangnan University in China unter Leitung von Peng Zhao testete, was geschieht, wenn es stattdessen täglich gegeben wird. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in Frontiers in Neurology.
Die Forschenden verwendeten männliche APP/PS1-Mäuse, ein weit verbreitetes Modell der Alzheimer-Krankheit, im Alter von 8 Monaten. Jede Maus erhielt 14 Tage lang täglich 1 Nanomol Neuropeptid S, direkt in die flüssigkeitsgefüllten Räume des Gehirns gespritzt. Mäuse der Vergleichsgruppe erhielten Kochsalzlösung.
Weniger Wachzeit und weniger Plaques
Auf diese Weise gegeben, hatte das Peptid die entgegengesetzte Wirkung einer Einzeldosis. Behandelte Mäuse verbrachten weniger Zeit wach und mehr Zeit im Non-REM-Schlaf, und ihre Non-REM-Schlafphasen waren länger, sowohl in der Hell- als auch in der Dunkelphase. Die Zeit im REM-Schlaf änderte sich nicht wesentlich.
Im Hippocampus, einer für das Gedächtnis zentralen Hirnregion, hatten die behandelten Mäuse niedrigere Spiegel des Amyloid-Vorläuferproteins (APP) und seiner phosphorylierten Form, eine kleinere für Amyloid-beta angefärbte Fläche und weniger Plaques pro Feld als die Kochsalzgruppe. Unbehandelte APP/PS1-Mäuse schliefen schlecht, mit stärker fragmentiertem Non-REM-Schlaf.
In einem getrennten Experiment mit kultivierten Mikroglia, den Immunzellen des Gehirns, wurde das Peptid mit Anzeichen von Autophagie, dem Recyclingprozess der Zelle, und mit ERK-Signalen in Verbindung gebracht. Das deutet auf einen möglichen Mechanismus hin, doch die Studie zeigt nicht, ob das Peptid beim Abbau von Amyloid half oder die gebildete Menge senkte.
Warum die Ergebnisse Vorsicht verlangen
Die Autorinnen und Autoren nennen mehrere Einschränkungen. Es wurden nur männliche Mäuse eines Alters untersucht, mit sechs Tieren pro Gruppe für die Schlaf- und Gewebeuntersuchungen. Es gab keine Gruppe gesunder Mäuse, die das Peptid erhielt. Unklar ist daher, ob die Schlafwirkung spezifisch für das Krankheitsmodell ist. Das Peptid wurde direkt ins Gehirn gespritzt, was weit von jeder beim Menschen einsetzbaren Behandlung entfernt ist. Die Zellexperimente nutzten eine unsterbliche Zelllinie, und die Studie wurde nicht an Patienten getestet.
Dennoch ist die Erkenntnis, dass dasselbe Peptid je nach Gabe die Wachheit fördern oder verringern kann, eine nützliche Erinnerung daran, wie sehr das Dosierungsmuster in der Peptidforschung zählt.
Was beide Studien gemeinsam haben
In beiden erweist sich ein kleines Peptid als zuständig für etwas anderes als seine bekannteste Aufgabe: ein antibakterielles Molekül, das auch hilft, alte Zellen zu entfernen, und ein wachmachendes Molekül, das bei täglicher Gabe offenbar dem Schlaf hilft. In beiden stammen die Belege bisher von Tieren. Die nächsten Schritte sind die Replikation durch andere Gruppen und, wenn die Effekte bestehen bleiben, Arbeiten in komplexeren Modellen.