Tau: Wenn ein Protein den Informationsfluss lahmlegt

Bei Alzheimer-Patienten gerät das Protein Tau außer Kontrolle. Es entstehen Ablagerungen in den Nervenzellen, die den Austausch von Informationen blockieren und sich nach und nach auf sämtliche Gehirnregionen ausweiten.

Wie ein Autobahnnetz kann man sich das Netzwerk von Nervenzellen im Gehirn vorstellen, es gewährleistet den schnellen Fluss von Information. In diesem Bild sind die Mikrotubuli der Nervenzellen die Fahrbahnen: Die röhrenartigen Bestandteile ermöglichen den zellulären Austausch von Molekülen und damit von Information. Stabilisiert werden sie unter anderem durch Tau-Proteine. Bei Alzheimer-Patienten allerdings gerät die Regulation von Tau aus dem Gleichgewicht. Die Tau-Proteine lösen sich von den Mikrotubuli und bilden faserige Strukturen, was schließlich den Transport innerhalb der Nervenzellen blockiert*. Der Austausch von Information kommt zum Erliegen – und nach und nach sterben die betroffenen Nervenzellen ab.

Als der Arzt Alois Alzheimer zu Beginn des 20. Jahrhunderts zum ersten Mal die Demenz beschrieb, die später nach ihm benannt werden sollte, stellte er im Gehirn seiner Patientin fest, dass sich Ablagerungen von Neurofibrillen gebildet hatten. Das sind Faserbündel, unlöslich miteinander verklumpt – eben jene Bündel, die das Protein Tau bildet, wenn es fehlgesteuert wird. Es zeigte sich später, dass die Menge der Tau-Ablagerungen in einem Zusammenhang steht mit den klinischen Symptomen der Alzheimer-Erkrankung: Je mehr Ablagerungen, desto größer der Verlust an Nervenzellen und desto ausgeprägter die kognitiven und Gedächtnisprobleme*. Und: Die Tau-Pathologie erfasst Schritt für Schritt immer weitere Bereiche des Gehirns. Das veränderte Tau verfügt offenbar über die Fähigkeit, auch jene benachbarten Tau-Proteine zu beeinflussen, die eigentlich unauffällig sind. Inzwischen konnte die Forschung nachweisen, dass sich die Tau-Aggregate tatsächlich in einer Art Kettenreaktion, bei der ständig neue Aggregate entstehen, im Gehirn ausbreiten*.

Was inzwischen auch erwiesen ist: Die ersten Tau-Ablagerungen bilden sich in den Gehirnarealen, die für das Erinnerungsvermögen und das räumliche Gedächtnis zuständig sind*. Damit hängt es offenbar zusammen, dass Vergesslichkeit und Orientierungslosigkeit auch die ersten Beschwerden sind, über die Alzheimer-Patienten üblicherweise klagen. Von diesen Hirnarealen aus erfasst die Tau-Pathologie dann immer weitere Bereiche.

Das Tau wird oft in Zusammenhang mit einem anderen Protein erwähnt, dem Amyloid-beta. Auch das Amyloid kommt in jedem Menschen vor; bei Alzheimer-Patienten bildet es Klumpen, die sich im Gehirn ablagern. Der Unterschied zu Tau liegt darin, dass sich Amyloid in den Zellzwischenräumen ablagert, während sich die Tau-Fibrillen im Inneren der Nervenzellen befinden. Wie genau die beiden Proteine zusammenwirken, wie (und ob) sie sich gegenseitig beeinflussen – das ist Gegenstand der Forschung. Lange gab es in der Wissenschaft zwei widerstreitende Theorien – die Amyloid-Hypothese und die Tau-Hypothese. Die Verfechter sahen jeweils eines dieser Proteine als Auslöser der Alzheimer-Demenz an. Inzwischen ist der Gegensatz zwischen den Hypothesen aber weitgehend aufgelöst; es hat sich erwiesen, dass sich beide Pathologien parallel zueinander entwickeln und dass sie beide im Zusammenspiel mit weiteren Mechanismen ein Teil im hochkomplexen Räderwerk der Erkrankung sind.