Zur Pathogenese der spätinfantilen neuronalen Ceroidlipofuszinose (CLN2) : Beeinflussung des Energiestoffwechsels und der Proliferation an einem zellulären Modell der CLN2-Krankheit

Abstract

Die neuronalen Ceroid-Lipofuszinosen (NCL-Krankheiten) sind progrediente neurodegenerative Krankheiten. Gemeinsames Merkmal aller Formen ist die Entwicklung von Demenz und Amaurose sowie die intrazelluläre Speicherung von Ceroidlipofuszin. Dieses Speichermaterial lässt sich in fast allen Körperzellen nachweisen, führt aber nur in Nervenzellen und der Retina zu Schäden. Bei der spätinfantilen NCL mit Mutationen im CLN2-Gen beruhen die Speicherphänomene im Gewebe anscheinend auf dem Mangel eines lysosomalen Enzyms, der Tripeptidyl-Peptidase 1 (TPP1). Der Zusammenhang zwischen diesem genetisch bedingten Enzymdefekt und der neuronalen Degeneration ist jedoch unbekannt. Der mögliche Zusammenhang wurde an einem zellulären Modell der CLN2-Krankheit untersucht. Als Modell dienten sogenannte NT2-Zellen, die von Tumorzellen abstammen und durch Behandlung mit Retinsäure in Zellen mit neuronalen Eigenschaften umgewandelt wurden. In den NT2-Zellen wurde die Aktivität der TPP 1 herabgesetzt durch Behandlung mit einem spezifischen Inhibitor des Enzyms (Ala-Ala-Phe-Chlormethylketon). Dadurch entstand in den Zellen eine metabolische Situation, die derjenigen von Zellen eines Patienten mit CLN2-Krankheit und Defizienz der Tripeptidyl-Peptidase 1 entspricht. Auswirkungen der herabgesetzten Aktivität der TPP 1 wurden untersucht durch Messung der intrazellulären ATP-Konzentration und mittels einer kolorimetrischen Messung der Viabilität der Zellen. Als Ergebnis wurde gefunden, dass mit steigender Inhibitorkonzentration die intrazelluläre ATP-Konzentration stetig abnimmt. Parallel dazu zeigt die Viabilitätsmessung mit Hilfe des colorimetrischen MTT-Testes, dass die Überlebenswahrscheinlichkeit der NT2-Zellen auch parallel zur Inhibitorkonzentration abnimmt. In der Differenzierungsphase der neuronalen Zellen zu postmitotischen humanen neuronalen Zellen unter Zugabe von Retinsäure zeigt eine Behandlung der Zellen mit dem synthetischen Inhibitor ebenfalls eine Abnahme des ATP-Gehaltes mit steigender Inhibitorkonzentration. Wahrscheinlich ist somit, dass bei der spätinfantilen NCL (CLN2) der neuro-degenerative Prozess mit dem Verlust der Aktivität des lysosomalen Enzyms TPP I zusammenhängt.