Forschende aus den Niederlanden und den USA haben neue biologische Abwehrmechanismen des menschlichen Gehirns gegen Demenzerkrankungen identifiziert. Wissenschaftler am Niederländischen Institut für Neurowissenschaften sowie des US-Forschungsinstituts Sanford Burnham Prebys zeigten in zwei unabhängigen Untersuchungen, wie spezifische Zelltypen und Proteine das Gehirn trotz vorhandener Krankheitsmerkmale schützen können. Die in den Fachjournalen Cell Stem Cell und Science Advances veröffentlichten Studienergebnisse erklären, warum manche Menschen trotz typischer Ablagerungen geistig gesund bleiben, und zeigen Ansätze für künftige Therapien gegen Alzheimer auf.
- Forschende in den Niederlanden entdeckten, dass unreife Neuronen im Hippocampus auch im hohen Alter Schutzprogramme gegen Gewebeschäden aktivieren können.
- Eine US-Studie belegt, dass das Protein SORLA Gehirnzellen vor toxischen Tau-Ablagerungen und Gewebeabbau schützt.
- Beide Arbeiten liefern neue Ansatzpunkte für die Entwicklung gezielter Wirkstoffe gegen Neurodegeneration.
Unreife Neuronen sichern kognitive Widerstandskraft
Das Team um die Neurowissenschaftlerin Evgenia Salta am Niederländischen Institut für Neurowissenschaften untersuchte das Phänomen der kognitiven Resilienz. Dabei handelt es sich um das Verhalten von Personen, deren Gehirne zwar typische Alzheimer-Plaques und -Verklumpungen aufweisen, die aber bis ins hohe Alter keine Symptome einer Demenz zeigen. Mittels Einzelkern-RNA-Sequenzierung von Gewebeproben aus dem Hippocampus von gesunden Spenderinnen und Spendern, Alzheimer-Patienten sowie kognitiv resilienten Personen wiesen die Forschenden nach, dass unreife Neuronen auch bei Menschen mit einem Durchschnittsalter von über 80 Jahren vorhanden sind.
Die Untersuchung ergab, dass die Zahl dieser unreifen Neuronen bei resilienten Personen nicht höher war als bei Erkrankten. Der entscheidende Unterschied lag in ihrer Aktivität: In resilienten Gehirnen aktivierten diese Zellen Überlebensprogramme, die Entzündungssignale und den Zelltod herabregulierten.
Die kognitive Widerstandsfähigkeit hängt nach Erkenntnissen des niederländischen Teams nicht von der reinen Anzahl der unreifen Neuronen ab, sondern davon, wie diese auf Schädigungen reagieren.
Das Protein SORLA bremst schädliche Tau-Verklumpungen
Parallel dazu untersuchten Forschende um Timothy Huang und Huijie Huang am Sanford Burnham Prebys Institute in den USA die Rolle des Proteins SORLA (sorting-related receptor with A-type repeats). Während SORLA bereits dafür bekannt war, die Bildung von Amyloid-Beta-Ablagerungen zu unterdrücken, analysierte das Team nun den Einfluss auf das Tau-Protein. Tau stabilisiert im gesunden Zustand die Mikrotubuli in den Nervenzellen, bildet bei Alzheimer-Erkrankungen jedoch toxische Verklumpungen.
In Versuchen mit gentechnisch veränderten Mäusen führte ein erhöhter SORLA-Spiegel zu einer verringerten Hyperphosphorylierung von Tau und verhinderte, dass fehlerhafte Proteine als Keime für weitere Ablagerungen dienten. Fehlte den Tieren hingegen die Fähigkeit zur SORLA-Produktion, verstärkten sich die krankhaften Veränderungen im Gehirn deutlich.
Bei Nagetieren mit erhöhten SORLA-Werten zeigten sich eine verringerte Gehirnatrophie, weniger Tau-Ansammlungen und eine bessere Erhaltung der Synapsen.
Neue Perspektiven für künftige Therapieansätze
Die beiden Forschungsansätze liefern komplementäre Ansätze für die Medizin. Während die Wiederherstellung jugendlicher Eigenschaften in unreifen Neuronen das biologische Gleichgewicht im alternden Hippocampus bewahren könnte, bietet die Gen- und Proteinforschung rund um SORLA konkrete molekulare Angriffspunkte. Die Ergebnisse offenbarten zudem einen möglichen Ansatzpunkt für Wirkstoffe, die dazu beitragen könnten, schädliche Aktivitäten in unterstützenden Gehirnzellen zu kontrollieren.
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