Portrait eines Killers: Forschern ist es erstmals gelungen, die Struktur eines krankmachenden Prionproteins fast bis aufs Atom genau abzubilden. Die Aufnahmen mittels Cryo-Elektronenmikroskopie enthüllten unter anderem, dass die Fibrillen dieser fehlgefalteten Proteine aus Stapeln flacher Untereinheiten aufgebaut sind. Diese „Faltblätter“ aus Aminosäureketten wiederum weisen art- und wahrscheinlich krankheitsspezifische Unterschiede auf, wie das Team berichtet.
Fehlgefaltete Prionproteine sind die Urheber tödlicher neurologischer Erkrankungen bei Mensch und Tier – von der Schafskrankheit Scrapie über den „Rinderwahnsinn“ BSE bis hin zur Creutzfeld-Jacob-Krankheit beim Menschen. Allen gemeinsam ist, dass die hochinfektiösen Prionen ihre Fehlfaltung rapide auf gesunde Proteine übertagen und so zu für Hirnzellen tödlichen Prion-Anreicherungen führen. Auch die Tau-Fibrillen bei Alzheimer und die für Parkinson typischen Alpha-Synuclein-Ablagerungen stehen im Verdacht, prionähnlich zu wirken. Ein Gegenmittel gegen Prionkrankheiten gibt es bisher nicht – sie enden unweigerlich tödlich.
Feinstruktur der Prionen bisher kaum bekannt
Das Problem: Wie ein Prion im Detail aufgebaut ist und wie es andere Proteine dazu bringt, diese Fehlfaltung zu übernehmen, ist bislang kaum geklärt. „Es gab keine Daten über die Faltung der Monomere innerhalb der infektiösen Prionproteine und auch keine Erkenntnisse dazu, wie sich die verschiedenen Prionen strukturell unterscheiden“, erklären Allison Kraus von der Case Western Reserve University und ihre Kollegen.
Doch jetzt ist Kraus und ihren Kollegen ein Durchbruch gelungen: Sie haben erstmals ein krankmachendes Prion fast bis auf die atomare Ebene hinunter abgebildet und seine Struktur kartiert. Dafür isolierten sie zunächst die Moleküle eines auf Hamster adaptierten Stamms des Scrapie-Prions, kühlten diese mit flüssigem Stickstoff abrupt ab und unterzogen sie dann einer Cryo-Elektronenmikroskopie.
