NLRP3: Alarmknopf im Immunsystem – und Auslöser von gefährlichen Entzündungen
Das Protein NLRP3 kommt natürlicherweise im Körper vor und ist ein wichtiger Bestandteil des Immunsystems. Vorstellen kann man es sich wie einen Sensor, der auf zellulären Stress reagiert: Wenn etwas im Körper nicht so funktioniert, wie es eigentlich sein sollte, reagieren die Zellen darauf mit Stress – und aktivieren damit das NLRP3. Denn es erkennt auf molekularer Ebene spezifische Signale, die ein Problem andeuten. Auf kompliziertem Weg löst das NLRP3 dann Entzündungen aus. Entzündungen sind ein wichtiger Bestandteil der Immunantwort des Körpers; im Normalfall helfen sie den Immunzellen und leiten bei Krankheit oder Verletzungen den Heilungsprozess ein. Entzündungen können jedoch auch überschießen und chronisch werden. Das geschieht bei Gicht, Diabetes, Atherosklerose, bei verschiedenen Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems, aber auch bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer. Bei allen Unterschieden haben diese Erkrankungen einen gemeinsamen Nenner: das Protein NLRP3 spielt eine zentrale Rolle. Es ist chronisch aktiviert, so wird vermutet, und löst dauerhaft Entzündungssignale aus, was den Krankheitsverlauf negativ beeinflusst.
Verheerende Entzündungsreaktionen
Im Körper befindet sich das NLRP3 vor allem in myeloischen Zellen vor, also Zellen des blutbildenden Systems wie etwa den Makrophagen. Diese Immunzellen sind darauf spezialisiert, schädliche Substanzen und Krankheitserreger - wie Viren und Bakterien - zu beseitigen. Die myeloischen Zellen im Gehirn werden auch Mikroglia genannt. Wenn das NLRP3 Alarm schlägt, läuft eine hochkomplexe Reaktion ab. Im Ergebnis führt sie dazu, dass sich NLRP3 mit weiteren Proteinen zu einem Aggregat namens „NLRP3-Inflammasom“ verbindet, das die Entzündungsreaktion in Gang setzt. Das spiegelt sich dessen Bezeichnung wider; das lateinische „inflammatio“ bedeutet Entzündung.
Je nach Krankheitsbild sind es andere Stress-Symptome des Körpers, die NLRP3 aktivieren können. Bei Alzheimer beispielsweise ist es eine zunehmende Konzentration von Amyloid-Beta, die den Alarm auslöst. Forschende des DZNE konnten seinerzeit nachweisen, dass im Hirngewebe von Menschen mit Alzheimer das NLRP3 aktiviert ist. Bei anschließenden Versuchen zeigte sich: Wird in einem Mausmodell, das Alzheimer darstellt, das NLRP3 entzogen, entwickeln sich nur milde Krankheitssymptome. Dass das Protein in der Krankheitskaskade von Alzheimer eine Rolle spielt, war damit belegt, auch wenn die Rolle im Detail noch ungeklärt ist. Studienergebnisse des DZNE deuten allerdings auf ein regelrechten Teufelskreis hin: Die Ansammlung von Amyloid-Beta löst den kontinuierlichen Alarm im Immunsystem aus, durch den das NLRP3-Inflammasom entsteht, das wiederum die Entzündungsreaktion hervorruft und zur Bildung von Amyloid-Plaques führt. Überdies zeigte sich, dass diese Entzündungsprozesse auch bewirken, dass sich sogenannte Tau-Proteine in Nervenzellen ansammeln. Das ist ein weiteres Merkmal der Alzheimer-Erkrankung. Unterm Strich heißt das: Das vom NLRP3-Inflammasom entfachte „Nervenfeuer“ spielt eine Schlüsselrolle sowohl für die Entwicklung der Amyloid- als auch für die Entwicklung der Tau-Pathologie.
Inhibitoren als Hoffnungsträger
In der Wissenschaft gibt es die Hoffnung, dass sich Krankheiten therapieren lassen, wenn man am NLRP3 ansetzt. Sogenannte Inhibitoren stehen besonders im Fokus: Medikamente sind das, mit denen sich die Funktion des NLRP3 hemmen lässt. Die Entzündungen, die letzten Endes zu den schwerwiegenden Krankheiten führen, ließen sich dadurch möglicherweise abschwächen oder sogar verhindern. Für verschiedene Krankheiten werden solche Medikamente derzeit in klinischen Studien getestet – für Gicht beispielsweise, aber auch für Parkinson. Eine wichtige Frage dabei: Wenn ein solches Medikament hilft, wirkt es dann gleichermaßen bei Gicht, Alzheimer, Parkinson und all den anderen Erkrankungen, die mit NLRP3 in Verbindung stehen? Oder werden jeweils andere Wirkstoffe benötigt, je nach dem, an welchen Stellen im Körper eine Entzündung ausgelöst wird?
Die Forschung setzt große Hoffnung auf eine solche Therapie, weil sie ganz am Beginn der Krankheitskaskade ansetzt und möglicherweise schon ihre Entstehung verhindern könnte.