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Vom Agens zur Krankheit –Vom makrozyklischen Lakton zurtransmissiblen spongiformenEnzephalopathie?Erzeugung von Prionen und Prionerkrankungendurch pharmakologisch bedingte Hyperpolarisation?Thesiszur Erlangung des GradesMaster of Science (MSc)amInteruniversitären Kolleg für Gesundheit und EntwicklungGraz / Schloss Seggau ([email protected], www.inter-uni.net)vorgelegt vonDr.med.vet. Andreas BeckerGraz, im Juni 20101

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/SeggauDr.med.vet. Andreas Becker, rmit bestätige ich, die vorliegende Arbeit selbstständig unter Nutzung keiner anderen als derangegebenen Hilfsmittel verfasst zu haben.Graz, im Juni 2010Thesis angenommenIm Sinne fachlich begleiteter Forschungsfreiheit müssen die in den Thesen des InteruniversitärenKolleg vertretenen Meinungen und Schlussfolgerungen sich nicht mit jenen der Betreuer/innen undBegutachter/innen decken, sondern liegen in der Verantwortung der Autorinnen und Autoren.2

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/SeggauINHALTSVERZEICHNISINHALTSVERZEICHNIS . 3ZUSAMMENFASSUNG . 4EINLEITUNG . 10Aktuelles zur Thematik . 10BSE-Update . 10Synthetisches Prion . 10Protein- only-Hypothese. 11Ist die Alzheimer-Erkrankung kontagiös? . 11Rückblick . 11Grundlagen der eigenen Hypothese . 14Makrozyklische Laktone, Avermectine, Ivermectin . 17Chemie . 17Pharmakologie . 17Pharmakokinetik. 18Toxizität . 20Europäische Arzneimittel-Agentur (EMA) . 22Avermectine und Benzodiazepine . 24Bluthirnschranke . 25BSE-Tests . 25Milchaustauscher und Tiermehl . 26Forschungsfrage . 27METHODIK. 27ERGEBNIS . 27DISKUSSION . 29QUELLENVERZEICHNIS . 323

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/SeggauZUSAMMENFASSUNGwww.inter-uni.net ForschungVom Agens zur Krankheit – Vom Makrozyklischen Lakton zur Transmissiblen SpongiformenEnzephalopathie?Zusammenfassung der ArbeitAndreas BeckerJens TürpEinleitungTransmissible spongiforme Enzephalopathien (TSE) oder Prionerkrankungen sind tödlich verlaufende,mit schwammartiger Degeneration von Nervenzellen einhergehende genetisch bedingte Erkrankungenbei Mensch (z.B. Creutzfeldt-Jakob-Krankheit) und Tier (Traberkrankheit der Schafe bzw. Scrapieund Bovine Spongiforme Enzephalopathie [BSE]). Im Jahre 1982 entdeckte der amerikanischeBiochemiker und Mediziner Stanley B. Prusiner den Pathogenitätsmechanismus eines in derZellmembran vorkommenden Proteins: Sein „Prion“ (Prionprotein Scrapie, PrPSc, Sc für Scrapie)genannter „infektiöser“ Partikel reproduziert sich in einer Art Kettenreaktion aus zelluläremPrionprotein (Prionprotein cellular, PrPc, c für cellular zellulär) allein durch Konformationswechsel,d.h. Änderung der räumlichen Struktur von einer α-Helixstruktur in eine ß-Faltblattstruktur.Experimentell können durch Injizieren von Prionen ins Gehirn oder durch orale Übertragung vonPrionen TSE ausgelöst bzw. angeregt werden, d.h. der „Erreger“ besteht nur aus einem Protein undenthält keine Nukleinsäuren, wie Viren oder Bakterien (Prusiner, 1982).Diese zunächst umstrittene „Protein only“-Hypothese wurde nicht zuletzt durch die Verleihung desNobelpreises 1997 an Prusiner zur mittlerweile anerkannten wissenschaftlichen Ausgangsbasis fürweitere Forschungen. Der Frage, ob der Konformationswechsel auch ohne Anwesenheit von Prionenausgelöst werden könnte, wurde nicht nachgegangen. Daran änderten auch zwei Außenseitertheoriennichts: Zum einen die des englischen Biolandwirtes Mark Purdey, der als Ursache die seit 1985zweimal jährlich angeordnete staatliche Dasselfliegenbekämpfung bei Rindern mit dem PestizidPhosmet sieht und darüber hinaus glaubt, dass Kupfermangel bzw. Manganvergiftung denKonformationswechsel zum Prion beschleunigt (Purdey, 1996a, b), zum anderen eineVererbungshypothese, bei der ein genetischer Defekt oder eine Mutation in dem Gen vorliegt, welchesdas BSE-disponierende Membranprotein kodiert (Scholz, 2002, Scholz and Lorenzen, 2005).Anfang des Jahres 2001, als die ersten BSE-Fälle in Deutschland aufkamen, wies ich als praktischerTierarzt ebenfalls darauf hin, dass BSE nicht von Rind zu Rind übertragbar sei, es sei denn, infektiösesMaterial werde direkt ins Gehirn injiziert (Becker, 2001b, a, c, 2002). Als Ursache hatte ich ebenso4

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/Seggauwie Purdey (Purdey, 1996a, b) ein Antiparasitenmittel in Verdacht, aber kein Organophosphat, wievon ihm postuliert, sondern ein Avermectin. Die antiparasitäre Wirkung von Avermectinen beruht aufchloridioneneinstrombedingter Hyperpolarisation über die nur bei Wirbellosen vorkommendenGlutamat-aktivierten Chloridkanäle (Jagannathan et al., 1999, Kane et al., 2000, Wolstenholme andRogers, 2005). Bei Konzentrationen oberhalb der chemotherapeutisch relevanten findet zusätzlich eineBindung an GABA(Gamma-Amino-Buttersäure)-abhängigen Rezeptoren statt. An GABAvermittelten Chloridkanälen kommt es durch die Avermectine zur Potenzierung der Wirkung derGamma-Amino-Buttersäure (GABA). GABA spielt eine wichtige Rolle als inhibitorischerNeurotransmitter in peripheren Unterneuronen von Nematoden und in den neuromuskulären Synapsenvon Arthropoden, aber auch im Gehirn von Säugern (Pong et al., 1980). GABA ist für dieÜbermittlung inhibitorischer Signale von den Interneuronen zu den Motorneuronen in Nematoden undvon den Motorneuronen zu den Muskelzellen in Arthropoden verantwortlich. Als inhibitorischerNeurotransmitter reguliert GABA den Chlorid-Ionen Einstrom in die Zelle (Campbell et al., 1983).Avermectine stimulieren die präsynaptische Freisetzung von GABA und erhöhen die Affinität derpostsynaptischen GABA-Rezeptoren für GABA. Durch diese prä- und postsynaptische Wirkung aufdas GABA-System kommt es zu einer längerfristigen Öffnung der Chloridkanäle der Membranen derNervenzellen und somit zur Blockierung der Erregungsüberleitung (Tranquilli et al., 1987, Sutherlandand Campbell, 1990). Da GABA auch im Gehirn von Säugern vorkommt, wird die Bindung anGABA-Rezeptoren auch als Ursache für die toxischen Wirkungen der Avermectine angesehen (Kaneet al., 2000).Da auch die biologische Funktion der Prione damals nicht geklärt war und bis heute nicht geklärt ist,entwickelte ich eine Hypothese, die besagt, dass in der Evolution Prione bei der zielgerichtetenZerstörung einzelner Zellen zur Optimierung eines räumlich begrenzten Gewebes eine entscheidendeRolle spielen. Dabei entstehen Prione allein durch erhöhten Druck auf die Zellmembran infolgeEinstroms von Chlorid-Ionen.Daraus leitet sich dann wie von allein die Forschungsfrage ab: Kann der Konformationswechsel unddamit die Bildung von Prionen durch Intoxikation mit hyperpolarisierenden Stoffen ausgelöst werden?Wenn ja, warum ist dieser Zusammenhang nicht längst erkannt worden?Im Jahr 1982 wurde Ivermectin, ein Avermectingemisch aus der Gruppe der MakrozyklischenLaktone (ML), europaweit eingeführt. ML sind heute die am häufigsten eingesetzten antiparasitärenMittel, obwohl ihre Rückstandsproblematik äußerst bedenklich ist. Bei der Zulassung durch dieEuropäische Arzneimittel-Agentur (EMA) wurde nur auf Rückstände in Muskulatur, Fett, Niere undLeber untersucht. Das Vorliegen eventueller Rückstände im Nervengewebe wurde nicht überprüft, daNervengewebe nicht als essbares Gewebe betrachtet wurde. Außerdem lag der Schwerpunkt derUntersuchungen von Nebenwirkungen auf der durch Überdosierung verursachten akuten Vergiftung.Die beim einzigen Langzeitversuch (53 Wochen) bei drei von acht Hunden aus der Gruppe mit derhöchsten Dosierung aufgetretene fokale Degeneration im Areal der Pons (Stammhirnbrücke) und inKerngebieten des Kleinhirns wurde nicht weiter verfolgt (Kloss et al., 1994). Dabei ist die Vergiftungvon Hunderassen mit MDR1-Defekt (Avermectine können die Blut-Hirn-Schranke auf Grund einesgenetischen Defektes passieren) die bekannteste akute Form der Ivermectin-Intoxikation; BSE undatypische Scrapie wären zwei Beispiele für chronisch verlaufende Formen. Ivermectin gelangtaufgrund seiner extremen Fettlöslichkeit in die Nahrungskette. Laut der Bayerischen Risikoanalyse zuBSE aus dem Jahr 2004 erreichen Milchaustauscher die höchste Wertigkeit der gemeinsamenEigenschaften aller BSE-Betriebe in Deutschland. Nicht die Reduzierung der Prozesstemperatur von135 C auf 85 C bei der Herstellung von Tiermehl in Großbritannien war entscheidend für dasseuchenhafte Auftreten von BSE, sondern der aus Kostengründen durchgeführte Verzicht auf denRestfettentzug mit Hilfe von Lösungsmitteln. Dadurch erhöhte sich die Möglichkeit derToxinaufnahme über Ivermectin-haltiges Tiermehl in Mischfuttermitteln für die gesamteRinderpopulation entscheidend. Mit aus Schlachtbetrieben und Tiermehlfabriken stammendentierischen Fetten gelangte Ivermectin auch in Milchaustauscher.Die im Jahr 1985 in Großbritannien staatlich angeordnete Dasselfliegenbekämpfung mit organischenPhosphaten (Phosmet) könnte dann über den zusätzlichen oxidativen Stress zu gehäuftem Auftretenvon BSE geführt haben. Die kritiklose Übernahme der entwickelten BSE-Tests und ihre fehlerhafte5

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/SeggauInterpretation – Betrachtung der nachgewiesenen Prione als Erreger und damit „Beweis“ für dasVorliegen von BSE anstatt Bewertung der Prionbildung als Folge einer chronischen Vergiftung mitML - führten zur BSE-Krise in Europa. Die Potenzierung der Wirkung von Avermectinen durch dasim Jahr 1989 zugelassene Benzodiazepin Brotizolam stellt eine zusätzliche Möglichkeit dar für dieEntstehung von klinischen BSE-Fällen.MethodikUm zu Überprüfen, ob bereits in wissenschaftlichen Publikationen der Zusammenhang zwischenIvermectin und BSE (direkter Zusammenhang) bzw. GABA-Rezeptor und BSE (indirekterZusammenhang) beschrieben wurde, erfolgte eine Suche in den Datenbanken PubMed, Medpilot undPLoSone. Die Recherche fand letztmalig am 6.Juni 2010 statt. Wenn immer möglich wurden dieBegriffe als MeSH(Medical Subject Headings)-Begriffe gesucht.Suchstrategie:1. Schritt: Suchbegriffe BSE und Ivermectin ,2. Schritt: Suchbegriffe BSE und GABA-Rezeptor und3. Schritt: Suchbegriffe Prion und GABA-Rezeptor ErgebnisseDas Suchergebnis in Treffern wird in den Tabellen 1, 2 und 3 im Einzelnen dargestelltTabelle 1DatenbankTrefferRelevante TrefferKumulativ rel. TrefferPubmed000Medpilot000PLoS.ONE100Treffer je Datenbank mit Suchwörter und –Kombination „BSE und Ivermectin“Es wurden keine relevanten Treffer gefunden.Tabelle 2DatenbankTrefferRelevante TrefferKumulativ rel. TrefferPubmed111Medpilot544PLoS.ONE114Treffer je Datenbank mit Suchwörter und –Kombination „BSE und GABA-Rezeptor“Vier kumulativ relevante Treffer: Eine abgeschwächte GABAA–Rezeptor-vermittelte schnelleHemmung bei Fehlen von PrPc (Collinge et al., 1994), keine Beteiligung von PrPc an der GABA- undGlutamat-Rezeptor-vermittelten synaptischen Funktion (Herms et al., 1995), therapeutischer Einsatzvon GABA-Agonisten zur Milderung von Krankheitssymptomen (Vamvakides, 1998) und Zerstörungdes Neurotransmitter-Systems GABA durch TSE (Ledoux, 2005).6

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/SeggauTabelle 3DatenbankTrefferRelevante TrefferKumulativ rel. TrefferPubmed844Medpilot2888PLoS.ONE1018Treffer je Datenbank mit Suchwörter und –Kombination „Prion und GABA-Rezeptor“Acht kumulativ relevante Treffer: Keine intermolekulare Verbindung zwischen GABAA und PrPc(Kannenberg et al., 1995), Verlust des GABA-ergen Systems beim Vorliegen von PrPSc(Bouzamondo-Bernstein et al., 2004), Co-Regulation des PrPc-transkribierenden Gens mit GABAAUntereinheiten (Rangel et al., 2009), Beteiligung der GABAA-Untereinheit beta1 in Prion-infiziertenNeuroblastom-Zellen (Kimura et al., 2010) und die vier Treffer aus dem 2. Suchschritt.DiskussionDas Ergebnis ist eindeutig: Mit der durchgeführten Suchmethode konnte keine wissenschaftlicheVeröffentlichung, die einen direkten Zusammenhang zwischen Ivermectin und dem Auftreten vonBSE beschreibt, gefunden werden, d.h. BSE könnte von Ivermectin verursacht worden sein bzw. MLmüssten als Verursacher von TSE in Betracht gezogen werden.Der indirekte Zusammenhang über die Ivermectin-Wirkung am GABA-Rezeptor wurde in achtPublikation nicht entdeckt, wohl aber ein Zusammenhang zwischen GABA-Rezeptor und PrPc bzw.PrPSc. Die gefundenen Ergebnisse stellen insgesamt eine indirekte Bestätigung derIntoxikationshypothese dar. Die Veränderung der Suche von BSE auf Prion im 3. Schritt ergabzusätzlich vier relevante Veröffentlichungen, ein weiteres Indiz für eine erregerorientierte Sicht.GABA-Rezeptoren werden in die Untergruppen A, B und C aufgegliedert. In den neuerenVeröffentlichungen erscheint deshalb die genauere Bezeichnung GABAA.Die wissenschaftliche Erforschung von TSE mit der Gewichtung auf eine infektiöse Genese, dieNichtbeachtung alternativer Lösungsansätze sowie das vollständige Übersehen eines Neurotoxins inder Nahrungskette haben zu einer völligen Fehleinschätzung der tatsächlichen Situation geführt. Eswird daher vorgeschlagen, die dargestellten Ergebnisse unverzüglich wissenschaftlich zu überprüfen.Dies bietet die Chance, wertvolle Erkenntnisse auch für andere neurodegenerative Erkrankungen zugewinnen. Zur Klärung genügt vorerst ein einfach durchzuführender chronischer Intoxikationsversuchmit ML an transgenen Mäusen (MDR1-/-). Oder wird die Aufdeckung eines Pharma-Skandalsbefürchtet, der den Contergan-Skandal bei weitem übertreffen könnte?Im Buch „Prionen und Prionerkrankungen“ setzten die Herausgeber noch vor die Vorworte und dasGeleitwort des damaligen Gesundheitsministers Horst Seehofer folgende Weisheit von Henri DavidThoreau: „Was hinter uns liegt und was vor uns liegt sind Kleinigkeiten im Vergleich zu dem, was inuns liegt. Wenn wir das, was in uns liegt, nach außen in die Welt tragen, geschehen Wunder“(Hörnlimann et al., 2001). Nach außen gebracht habe ich die Intoxikationshypothese vor fast zehnJahren; warten wir weiter, dass ein Wunder geschieht.LiteraturBecker, A., 2001a. Apocalypse Cow, Die „Geheime Offenbarung“. CoMed 7, 42-44.Becker, A., 2001b. BSE-Ein Pharma-GAU? Die schleichende Vergiftung von Rindern und Menschen.raum&zeit 19, 52-57.Becker, A., 2001c. Festrede auf dem 101.ZÄN-Kongress: Ganzheitliche BSE-Bewältigung bringtParadigmenwechsel in der Medizin. Ärztezeitschrift für Naturheilverfahren 42, 770-773.7

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/SeggauBecker, A., 2002. Entsteht BSE durch Arzneimittel-Wechselwirkungen? raum&zeit 20, 99-102.Bouzamondo-Bernstein, E., Hopkins, S.D., Spilman, P., Uyehara-Lock, J., Deering, C., Safar, J.,Prusiner, S.B., Ralston, H.J., DeArmond, S.J., 2004. The neurodegeneration sequence in priondiseases: evidence from functional, morphological and ultrastructural studies of the GABAergicsystem. J Neuropathol Exp Neurol 63, 882-899.Campbell, W.C., Fisher, M.H., Stapley, E.O., Albers-Schonberg, G., Jacob, T.A., 1983. Ivermectin: apotent new antiparasitic agent. Science 221, 823-828.Collinge, J., Whittington, M.A., Sidle, K.C., Smith, C.J., Palmer, M.S., Clarke, A.R., Jefferys, J.G.,1994. Prion protein is necessary for normal synaptic function. Nature 370, 295-297.Herms, J.W., Kretzchmar, H.A., Titz, S., Keller, B.U., 1995. Patch-clamp analysis of synaptictransmission to cerebellar purkinje cells of prion protein knockout mice. Eur J Neurosci 7, 2508-2512.Hörnlimann, B., Riesner, D., Kretzschmar, H., 2001. Prionen und Prionkrankheiten. Walter deGruyter, BerlinJagannathan, S., Laughton, D.L., Critten, C.L., Skinner, T.M., Horoszok, L., Wolstenholme, A.J.,1999. Ligand-gated chloride channel subunits encoded by the Haemonchus contortus and Ascarissuum orthologues of the Caenorhabditis elegans gbr-2 (avr-14) gene. Mol Biochem Parasitol 103, 129140.Kane, N.S., Hirschberg, B., Qian, S., Hunt, D., Thomas, B., Brochu, R., Ludmerer, S.W., Zheng, Y.,Smith, M., Arena, J.P., Cohen, C.J., Schmatz, D., Warmke, J., Cully, D.F., 2000. Drug-resistantDrosophila indicate glutamate-gated chloride channels are targets for the antiparasitics nodulisporicacid and ivermectin. Proc Natl Acad Sci U S A 97, 13949-13954.Kannenberg, K., Groschup, M.H., Sigel, E., 1995. Cellular prion protein and GABAA receptors: nophysical association? Neuroreport 7, 77-80.Kimura, T., Ishikawa, K., Sakasegawa, Y., Teruya, K., Sata, T., Schatzl, H., Doh-ura, K., 2010.GABAA receptor subunit beta1 is involved in the formation of protease-resistant prion protein inprion-infected neuroblastoma cells. FEBS Lett 584, 1193-1198.Kloss, M.W., Bagdon, W.J., Gordon, L.R., 1994. L-653,648: Fifty-three-week oral toxicity study indogs. In. Merck Research Laboratories, West Point, Pennsylvania, USA, City.Ledoux, J.M., 2005. Effects on the serotoninergic system in sub-acute transmissible spongiformencephalopathies: current data, hypotheses, suggestions for experimentation. Med Hypotheses 64,910-918.Pong, S.S., Wang, C.C., Fritz, L.C., 1980. Studies on the mechanism of action of avermectin B1a:stimulation of release of gamma-aminobutyric acid from brain synaptosomes. J Neurochem 34, 351358.Prusiner, S.B., 1982. Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie. Science 216, 136-144.Purdey, M., 1996a. The UK epidemic of BSE: slow virus or chronic pesticide-initiated modification ofthe prion protein? Part 1: Mechanisms for a chemically induced pathogenesis/transmissibility. MedHypotheses 46, 429-443.Purdey, M., 1996b. The UK epidemic of BSE: slow virus or chronic pesticide-initiated modification ofthe prion protein? Part 2: An epidemiological perspective. Med Hypotheses 46, 445-454.8

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/SeggauRangel, A., Madroñal, N., Massó, A.G.i., Gavín, R., Llorens, F., Sumoy, L., Torres, J.M., DelgadoGarcía, J.M., Río, J.A.D., 2009. Regulation of GABAA and Glutamate Receptor Expression, SynapticFacilitation and Long-Term Potentiation in the Hippocampus of Prion Mutant Mice. PLoS ONE 4,e7592.Scholz, R., 2002. 25 Thesen gegen die Behauptung, BSE und vCJK seien oral übertragbareInfektionskrankheiten und BSE gefährde die menschliche Gesundheit. Dtsch Med Wochenschr 127,341-343.Scholz, R., Lorenzen, S., 2005. Phantom BSE-Gefahr. Berenkamp.Sutherland, I.H., Campbell, W.C., 1990. Development, pharmacokinetics and mode of action ofivermectin. Acta Leiden 59, 161-168.Tranquilli, W.J., Paul, A.J., Seward, R.L., Todd, K.S., Dipietro, J.A., 1987. Response tophysostigmine administration in collie dogs exhibiting ivermectin toxicosis. J Vet Pharmacol Ther 10,96-100.Vamvakides, A., 1998. Encephalopathies spongiformes: une deuxieme chance pour les agonistesGABAergiques? Ann Pharm Fr 56, 26-30.Wolstenholme, A.J., Rogers, A.T., 2005. Glutamate-gated chloride channels and the mode of action ofthe avermectin/milbemycin anthelmintics. Parasitology 131 Suppl, S85-95.9

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/SeggauEINLEITUNGAktuelles zur ThematikVom 21. bis 23. Januar 2010 fand der 5. Leipziger und mit fast 3500 Teilnehmern größte deutscheTierärztekongress statt. Die Bandbreite reichte von der Auftaktveranstaltung „Wer heilt hat recht? –Alternative Methoden versus Evidenz-basierte Tiermedizin“bis hin zu speziellenFachveranstaltungen wie zum Themenkreis transmissible spongiforme Enzephalopathien (TSE) inVeterinary Public Health / Lebensmittelsicherheit. TSE sind stets tödlich verlaufende Erkrankungen,die mit schwammartigen Veränderungen des Gehirns einhergehen. Zu dieser Gruppe gehören dieScrapie (auch Traberkrankheit) der Schafe und Ziegen, die seit mehr als 250 Jahren bekannt ist und inzahlreichen europäischen Ländern endemisch auftritt sowie die bovine spongiforme Enzephalopathie(BSE), die seit dem Jahr 1985 in Großbritannien und später in fast allen europäischen Staatenepidemisch auftrat. Bei dieser Fachveranstaltung wurden zwei zum Einstieg in die Thematikpassende Vorträge gehalten, nämlich „TSE: Ein Update“ von Martin Groschup, Greifswald/ InselRiems und „Aktuelle Probleme der TSE aus humanmedizinischer Sicht“ von Herbert Budka, Wien.BSE-UpdateGroschup berichtete in seinem speziellen BSE –Update, dass sich die Zahl der BSE-Fälle inDeutschland seit dem Jahr 2004 jährlich halbiert hat auf jeweils zwei Fälle in den Jahren 2008 und2009. Auch die mittlerweile in Frankreich (Biacabe et al., 2004) und Italien (Casalone et al., 2004) alsatypische BSE beobachtete Form bei über acht Jahre alten Tieren konnte bei retrospektiverUntersuchung in zwei Fällen in Deutschland festgestellt werden, und zwar einmal als H-Typ (höheresMolekulargewicht als ein klassisches Prion) und einmal als L-Typ (niedrigeres Molekulargewicht).Durch intrazerebrale Injektion in transgene Mäuse, die das Rinder-Prion-Protein exprimieren, zeigtesich nach der Infektion mit dem H-Typ mit 320 Tagen eine Verlängerung der Inkubationszeit um etwa90 Tage gegenüber der klassischen BSE-Form (230 Tage), während eine Infektion mit dem L-Typbereits nach durchschnittlich 185 Tagen zur Erkrankung der Mäuse führte. Das Bandenprofil imImmunoblot nach Untersuchung dieser Rinder-PrP-transgenen Mäuse entsprach wieder dematypischen Profil. Bei der intrazerebralen Inokulation der beiden atypischen BSE-Formen in Rindererkrankten diese klinisch genauso an BSE wie nach Inokulation mit klassischer BSE, aber mit eineretwa drei Monate längeren Inkubationszeit (Dawson et al., 1990). Eine Untersuchung der Gehirnedieser Rinder ergab im Immunoblot ebenfalls die jeweils zur Inokulation verwendeten atypischenBSE-Formen.Synthetisches PrionBudka präsentierte die Ergebnisse seiner jüngsten Veröffentlichung (Makarava et al., 2010). Zunächstzeigte er das Bild eines Gemäldes der Artus-Runde, auf dem der heilige Gral über König Artusschwebt. Artus trug die Gesichtszüge von Stanley B. Prusiner, dem amerikanischen Chemiker undMediziner, der 1997 für die Hypothese des Pathogenitätsmechanismus der TSE mit dem Nobelpreisfür Medizin ausgezeichnet wurde; der Gral symbolisierte das Prion. Im nächsten Bild waren dieGesichter der Ritter der Tafelrunde durch die Arbeitsgruppe um Budka ersetzt, während der Gral imhöchsten Glanz erstrahlte. Die Arbeitsgruppe konnte erstmalig zeigen, dass synthetisch in Bakterien(Escherichia coli) hergestellte Prione durch Inokulation in isolierte syrische Hamster vom Wildtypeine Prionenerkrankung verursachen, die mehr der menschlichen und Säugetier- als der Nager-Formähnelt und somit ein wertvolles neues Modell darstellt. Budka zeigte in einem Videofilm einenerkrankten syrischen Hamster, der unkontrolliert durch die Einstreu wankte, auf Berührungsreizeschreckhaft reagierte und wegen hochgradiger Körperverfettung (bei unbegrenztem Futterangebot)nach Verbringung in Rückenlage ohne Hilfe nicht mehr selbstständig in Bauchlage zurück fand.10

Becker Andreas, MSc Thesis 2010Interuniversitäres Kolleg Graz/SeggauProtein- only-HypotheseFür beide Wissenschaftler als Vertreter des vorherrschenden erregerzentrischen medizinischenWeltbildes ist der Auslöser dieser Erkrankungen die pathologisch veränderte Form eineskörpereigenen Proteins (zelluläres Prionprotein oder PrPc), das in seiner Tertiärstruktur als AlphaHelix vorliegt (Wuthrich and Riek, 2001). Der Kunstbegriff Prion wurde geprägt von Stanley B.Prusiner. Er leitet sich ab von dem Begriff „proteinaceous infectious particle“ (proteinartigesinfektiöses Partikel), wobei die genaue Abkürzung Proin zugunsten der leichteren Sprechweise inPrion geändert wurde. Prusiner postulierte mit der Protein-only-Hypothese ein neuesinfektionsbiologisches Modell, demzufolge die Hauptkomponente der TSE-Erreger - das fehlgefaltetePrionprotein (PrPSc, Scrapie Prionprotein, Beta-Faltblatt als Tertiärstruktur) -, das infektiöse Agensdarstellt (Prusiner, 1982) und somit die Anwesenheit von Nukleinsäuren erübrigt. Prione sind noch niedagewesene infektiöse Krankheitserreger tödlich verlaufender neurodegenerativer Erkrankungen, diesich als genetische, infektiöse oder sporadische Funktionsstörungen zeigen (Prusiner, 1998).Ist die Alzheimer-Erkrankung kontagiös?„Ansteckende Schlagzeile“ schrieb der Medizinjournalist Harro Albrecht am 10. Juni 2009 in derWochenzeitung „Die Zeit“. Im Untertitel erfährt der Leser, dass der Auslöser der AlzheimerErkrankung sich im Gehirn ausbreite wie ein Keim und trotzdem nicht infektiös sei. Albrecht beziehtsich auf die am 7. Juni 2009 veröffentliche Pressemitteilung „Kann die Alzheimer-Krankheit infektiössein?“ (nature cell biology press releases, 2009), mit der die „Nature“-Pressestelle die am selben Tagin „Nature Cell Biology“ erschienene Veröffentlichung „Übertragung und Verbreitung vonTautopathien in Gehirnen von transgenen Mäusen“ kommentierte. Abnorm geformte Tau-Proteine,das sind Proteine, welche in Wirbeltierzellen an stützende Zytoskelett-Proteine binden und derenZusammenbau regulieren, sollen für die Entstehung der Eiweißplaques (Amyloid-Ablagerungen)innerhalb der Neurone verantwortlich sein. Sie sind ähnlich wie die Prione hitze- und säureresistent.Markus Tolnay vom Institut für Neuropathologie der Basler Universität und Michel Goedert vomMRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge injizierten humanes mutiertes Tau-Protein einestransgenen Mäusestammes in Gehirne von Mäusen eines humanen Tau-Wildtyps und übertrugendamit Alzheimer. Die Krankheit nimmt ihren Ausgang von einigen lokalen Tau-Proteinen, die sichausbreiten und dann bald zu sehr toxischen Fasern zusammenballen. „Wenn man versteht, wie sichdiese Proteine ausbreiten“, sagt Goedert, „dann kann man die Ausbreitung vielleicht imAnfangsstadium unterbinden und damit das Auftreten von Symptomen verhindern“ (Clavaguera et al.,2009). Es besteht keine Evidenz dafür, dass Alzheimer von Mensch zu Mensch übertragen werdenkann, es sei denn, das Material wird direkt ins Gehirn injiziert. Anfang 2001, als die ersten BSE-Fällein Deutschland aufkamen, wies ich als praktischer Tierarzt ebenfalls darauf hin, dass BSE nicht vonRind zu Rind zu übertragen wäre, es sei denn, infektiöses Material wird direkt ins Gehirn injiziert(Becker, 2001b, a, c, 2002). Oder sind BSE und Alzheimer doch enger verwandt als bisherangenommen. Darauf weisen am 5. März 2010 in PlosPathogens veröffentliche Forschungsergebnisseder Wissenschaftler um Bruce Chesebro hin. PrPc verfügt normalerweise über einen Anker für dieZellmembran. Transgene Mäuse, die Prion-Proteine ohne diese Haftstruktur bildeten, erkrankten zwarnach einer Infektion mit Scrapie-Prionen ebenfalls. Die Krankheit verlief aber anders. Statt diffuserAblagerungen traten große Amyloid-Plaques auf. Dafür fehlten die schwammartigen Strukturen.Ungewöhnlich waren auch die Schäden an den Blutgefäßen des Gehirns. Sie ähnelten jenen, die beiAlzheimer-Patienten vorkommen (Chesebro et al., 2010).RückblickTSE gehen einher mit einer großen Zahl von neurologischen Merkmalen und verhaltensveränderndenSymptomen, wie Ataxie (Störung der Koordination von Bewegungsabläufen) und Demenz. DesWeiteren charakteristisch für diese Erkrankungen sind eine ungewöhnlich lange Inkubationszeit undeine fehlende humorale bzw. zellulä

Becker Andreas, MSc Thesis 2010 Interuniversitäres Kolleg Graz/Seggau 2 Dr.med.vet. Andreas Becker, Möttingen . [email protected] . Hiermit bestätige ich, die vorliegende