Unsere motorischen Fähigkeiten nehmen mit zunehmendem Alter deutlich ab, was sich auf unsere Lebensqualität und unsere Selbstständigkeit auswirkt. Dies lässt sich durch Veränderungen an den neuromuskulären Übergängen erklären, den kritischen Punkten, an denen die Nervenzellen mit den Muskeln kommunizieren.
Der Rückgang der motorischen Fähigkeiten steht in engem Zusammenhang mit der Degeneration der motorsynaptischen Terminals, an denen die Signale von den Nerven in der Wirbelsäule zu den Muskeln weitergeleitet werden. Mit zunehmendem Alter kommt es zu einer strukturellen Fragmentierung der Terminals, wodurch die Freisetzung von Neurotransmittern, die für die Auslösung von Muskelbewegungen entscheidend sind, verringert wird. Letztendlich führt dies zu einer Abnahme der motorischen Fähigkeiten, vor allem bei weiten Bewegungen.
Eine Studie des Teams um Brian McCabe von der EPFL zeigt, dass es möglich wäre, diesem Prozess entgegenzuwirken. Die Studie ergab, dass das Trio-Protein, das für die Regulierung der Synapsenstruktur verantwortlich ist, bei alternden Fruchtfliegen (Drosophila melanogaster) abnimmt, was zu einem Rückgang der motorischen Fähigkeiten führt. Die Erhöhung des Trio-Proteins bewahrt jedoch die Integrität der motorischen Synapsen und verzögert den Rückgang der motorischen Fähigkeiten. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Cell Reports veröffentlicht und lässt auf zukünftige Therapien hoffen.
Das Team fand zunächst heraus, dass die Konzentration des Trio-Proteins in den motorischen Synapsen mit zunehmendem Alter abnimmt. Darauf aufbauend untersuchten die Forscherinnen und Forscher die Auswirkungen des Trio-Proteins, indem sie dessen Expression in alternden Drosophila-Fliegen genetisch erhöhten. Auf diese Weise konnten sie den Einfluss des Proteinspiegels auf die strukturelle und funktionelle Stabilität der neuromuskulären Verbindungen untersuchen.
Mit Hilfe der konfokalen Mikroskopie visualisierten und bewerteten die Forscherinnen und Forscher die strukturelle Stabilität der neuromuskulären Verbindungen, die ein wesentlicher Faktor für die Aufrechterhaltung der motorischen Funktion ist. Anschließend führten sie biochemische Analysen durch, um den Proteinspiegel und die Aktivität innerhalb dieser Synapsen zu quantifizieren. So konnten sie besser verstehen, wie die erhöhte Expression des Trio-Proteins die biochemische Umgebung alternder Zellen beeinflusst.
Die Studie ergab, dass Fliegen mit hohen Werten des Trio-Proteins im mittleren Alter deutlich bessere motorische Fähigkeiten aufwiesen als Kontrollfliegen. Die erhöhten Spiegel des Trio-Proteins erhielten die synaptischen Strukturen, verhinderten ihre Fragmentierung und sorgten dafür, dass die Synapsen bei intensiven Reizen hohe Neurotransmitterfreisetzungsraten beibehielten, die mit denen junger Fliegen vergleichbar waren.
Diese Forschungsarbeiten unterstreichen die wichtige Rolle der Synapsenintegrität bei der Aufrechterhaltung der motorischen Funktion im Alter. Die Erhöhung des Trio-Proteins kann die synaptische Architektur stabilisieren, was bedeutet, dass es möglich ist, den Rückgang der motorischen Fähigkeiten mit zunehmendem Alter zu mildern. Diese Ergebnisse eröffnen neue therapeutische Möglichkeiten, die auf den synaptischen Abbau bei altersbedingten motorischen Beeinträchtigungen abzielen.
