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Wozu sind Prionen gut?

BSE-FALL IN OESTERREICH / ARCHIVBILD SCHLACHTHOF SALZBURG- BERGHEIM
Archivbild BSEAPA
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Falls Sie sich noch an infektiöse Proteine erinnern – Rinderwahn etc. –, dann verdanken Sie es infektiösen Proteinen – die verfestigen Erinnerung.

Anno 1840 postulierte der deutsche Anatom Jacob Henle die Existenz von Contagia animata, lebenden Krankheitserregern. Er wollte die seit Hippokrates von Kos (um 460 bis 375 v. Chr.) herrschende Meinung widerlegen, Epidemien kämen von „Miasmen“, Ausdünstungen der Erde. Aber die Zeit war nicht reif, erst 30 Jahre später konnten Koch und Pasteur „Kontagien“ nachweisen: Bakterien. Auch an denen gab es Zweifel, die stärksten kamen just von Max von Pettenkofer, der die Hygiene als eigenes Feld der Medizin etabliert und in München eine öffentliche Wasserversorgung angeregt hatte, durch die die Stadt 1892 einer Choleraepidemie entging, die in Hamburg 8000 Opfer forderte.

Aber Pettenkofer hing den Miasmen an, er wollte Koch und der Welt beweisen, dass Cholera nicht von dem Bakterium kommt, das Koch 1884 isoliert hatte, Vibrio cholerae. So schritt er 1892 zum Selbstversuch: „Ich habe das Recht, mich als einen Corpus vili (einen zu nichts mehr taugenden Körper) zu betrachten. Ich bin 74 Jahre und habe keinen Zahn mehr im Mund.“ Koch erzählte er das nicht, von dem erbat er unter einem Vorwand Cholerabakterien, die schluckte er, bekam nur leichten Durchfall. Der Triumph war nicht von Dauer: Ein Assistent hatte sich am Experiment beteiligt, er erkrankte ernst.

Damit stand fest, dass Infektionen lebende Erreger haben. Die suchte man natürlich auch, als in den 1950er-Jahren in Papua-Neuguinea ein neuer Schrecken umging: „Das erste Zeichen ist genereller Schwachsinn, es folgen Schwäche und die Unfähigkeit zu stehen, dann heftiges Zittern“, das zieht sich über Monate – bis zum Tod. Den erlitten Mitte des 20. Jahrhunderts 3000 der 30.000 indigenen Fore. Man fand einen Namen – Kuru, das Wort der Fore für Zittern –, den Erreger fand man nicht.

Nur ein Veterinär wies eine Spur: Scrapie. Schafe gingen daran so elend zugrunde wie die Fore an Kuru, das Gehirn wird zerlöchert. Und: Scrapie ist infektiös. Kuru ist es auch, das zeigte sich, als man Affen Material aus Gehirnen Verstorbener spritzte, und die Tiere erkrankten: Der Erreger war irgendetwas im Gehirn. Und: Die Fore verspeisten rituell Gehirne Verstorbener. Das wurde verboten, der Schrecken schwand. Später kam ein ähnlicher, am anderen Ende der Erde, in England. Anfang der 1990er-Jahre sanken erst Rinder nieder, a „mad cow disease“, dann Menschen, an Creutzfeldt-Jacob. Es griff so um sich, dass man Millionen Tote fürchtete. So weit kam es nicht, man fand den Übertragungsweg – die Opfer hatten Fleisch von Rindern gegessen, die mit Fleisch von Rindern mit „mad cow disease“ gefüttert worden waren, Knochenmehl aus Schlachtabfall, auch Hirn –, der Überträger blieb wieder ein Mysterium.


Protein only. Das allerdings war längst gelöst, und zwar von einem neuen Henle. Er hieß Stanley Prusiner und hatte 1982 einen völlig neuen Erreger postuliert, einen ohne Leben und DNA, einen aus Proteinen („protein only“), die sich falsch falten und den Fehler an andere weitergeben. Prusiner nannte sie Prionen, proteinaceous infectious particles. Er wurde verlacht – 1997 erhielt er den Nobelpreis. Da waren Rinderwahn und Creutzfeldt-Jacob zurückgedrängt, die Prionenforschung ging zurück, nur wenige wandten sich der Frage zu, warum die Evolution das Teufelszeug nicht längst weggeschafft hatte: Wozu sind Prionen gut? Wozu sind sie gut, wenn sie richtig gefaltet sind (PrPc , Prion Protein cellular)? Und: Können auch Fehlfaltungen (PrPsc, Prion Protein Scrapie) für etwas gut, d. h. überhaupt keine Fehlfaltungen sein?

Der ersten Frage geht etwa Adriano Aguzzi (Uni Zürich) nach, er bemerkte gleich mehrere Funktionen: Mäuse, die via Gentechnik keine PrPc haben, haben auch keinen Geruchssinn (Nature Neuroscience 12, S.60), zudem nehmen Hirnzellen Schaden (Nature Neuroscience 13, S.310). Zu einem ähnlichen Befund kommt José del Rio (Barcelona): PrPc sind neuroprotektiv, zumindest bei Mäusen, sie schützen sie vor Epilepsie (Scientific Reports 9.7.).

Und PrPsc? Die sind zu gar nichts gut. Aber ihr Prinzip lässt sich nutzen, und wie: „Ich erinnere mich, es war ein wunderbarer New Yorker Nachmittag im Frühling 2001, als Kausik in mein Büro kam und fragte: ,Was würdest du sagen, wenn ich dir erzähle, dass CPEB prionenähnliche Eigenschaften hat?‘“ So erinnert sich Eric Kandel, dem in jungen Jahren die Flucht aus dem braunen Wien gelang, und der sich in New York der Erforschung des Gedächtnisses zuwandte – sie brachte ihm anno 2000 den Nobelpreis. Er tat das zunächst an der Meeresschnecke Aplysia, es ging um das Verfestigen von Erinnerung. Das geschieht in Synapsen, den verbindenden Spalten zwischen Nervenzellen. In ihnen fand Kandels Mitarbeiter Kausik Si 1999 das Protein CPEB. Proteine sind kurzlebig, aber dieses blieb und blieb und blieb – weil es sich wie ein Prion durch Ansteckung reproduzierte. So kommt etwas auf Dauer ins Gedächtnis, bei Aplysia. Auch bei Mäusen, das haben Kandel und Si nun gezeigt, in gleich vier Arbeiten in Neuron und Cell Reports.

Vielleicht konserviert das Prinzip der Prionen eine noch viel tiefere Erinnerung, auch bei uns: Informationen gehen nicht nur mit Genen von Generation auf Generation über, auch Epigenetik spielt mit. Über sie werden erworbene Eigenschaften vererbt, gar von Großeltern auf Enkel. Wie das geht, ist unklar, zu den Kandidaten zählen prionenähnliche Proteine (Nature 507, S.22).

Und dann haben viele Menschen noch eine Erinnerung im Leib: Prionengene, die so mutiert sind, dass ihre Proteine keinen Schaden anrichten, sich nicht falsch falten können. Das bewahrte manche Fore vor Kuru. John Collinge (London) hat es rund um den Erdball bemerkt, er sieht nur eine Erklärung: Der Verzehr von Menschenfleisch bzw. -hirn war weit verbreitet, die Gen- bzw. Proteinvariante schützte vor seinen letalen Folgen (Science 300, S.640). Anthropologe Simon Underdown (Oxford) hat das weitergesponnen zu einer doch etwas spekulativen Lösung des Rätsels, warum die Neandertaler verschwunden sind (Medical Hypothesis 71, S.4): Auch sie könnten breit Kannibalismus betrieben haben – bei manchen weiß man es –, aber sie entwickelten die segensreiche Mutation nicht.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 02.08.2015)