Helicobacter-Protein hemmt Amyloid-Bildung

Amyloide sind Fibrillen aus Proteinen, die zum Teil funktionalen (etwa im Fall bakterieller Biofilme) oder pathogenen (etwa bei Morbus Alzheimer, Parkinson oder Typ-2-Diabetes) Charakter haben. Jetzt machten Forschende um Zhen Jin vom Department of Medicine am Karolinska-Institut in Huddinge, Schweden, eine bemerkenswerte Beobachtung. Sie konnten zeigen, dass ein Protein von Helicobacter pylori (H. pylori) extrazellulär eine stark antiamyloide Wirkung entfaltet, also die Zusammenlagerung der jeweiligen Proteine verhindert, und dies sowohl bei bakteriellen als auch bei humanen pathogenen Amyloiden. Die Ergebnisse ihrer Studie veröffentlichten die Forschenden im Wissenschaftsjournal »Science Advances«.

Bei dem untersuchten Protein handelt es sich um CagA (cytotoxin-associated gene A). Nicht alle H. Pylori-Stämme exprimieren CagA. Von CagA-positiven Stämme ist bekannt, dass sie die Vielfalt und Zusammensetzung der Darmmikrobiota verändern. Allerdings war der zugrunde liegende Mechanismus  bisher nicht verstanden.

Die Forschenden aus Schweden konnten nun zeigen, dass CagA die Bildung von Amyloiden und Biofilmen hemmt. Dazu isolierten und charakterisierten die Autoren das N-terminale Fragment von CagA (CagAⁿ, Aminosäuren 1 bis 884), das aus drei Domänen besteht, die vor allem etliche α-Helices enthalten.

Funktionelle Untersuchungen zufolge inhibiert CagAⁿ die Bildung von Pseudomonas-Biofilmen effektiv. Zudem hemmt CagAⁿ die pathogene Amyloidbildung durch Aβ, Tau, α-Synuclein und durch Amylin, das auch als Insel-Amyloid-Polypeptid (IAPP) bezeichnet und zusammen mit Insulin aus den β-Zellen der Bauchspeicheldrüse sezerniert wird. Bereits 20  nM CagAⁿ verlängerten die Halbwertszeit der Aβ42-Fibrillierung von 1,5 h auf 14 h – verlangsamte also die Fibrillenbildung deutlich. Auch bei anderen Substraten (wie 30  µM α-Synuclein) wurden mit 500  nM CagAⁿ starke Hemmeffekte erzielt.