Laut einer neuen Studie vom Freitag erreichen toxische Proteincluster, die für den mit der Alzheimer-Krankheit verbundenen kognitiven Verfall verantwortlich gemacht werden, früh verschiedene Regionen des Gehirns und reichern sich dann im Laufe von Jahrzehnten an.
Die in Science Advances veröffentlichte Forschung ist die erste, die menschliche Daten verwendet, um die Geschwindigkeit der molekularen Prozesse zu quantifizieren, die zu der neurodegenerativen Erkrankung führen, und könnte schließlich wichtige Auswirkungen auf die Art und Weise haben, wie Wissenschaftler Behandlungen entwickeln.
Es stellt auch eine seit langem vertretene Theorie auf den Kopf, dass das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit hauptsächlich durch Cluster verursacht wurde, die sich in einer “Kettenreaktion” zwischen verschiedenen Gehirnregionen ausbreiteten, wie dies bei Mäusen festgestellt wurde und auch bei Menschen vermutet wurde.
“Es kamen zwei Dinge zusammen, die diese Arbeit wirklich möglich gemacht haben”, sagte Georg Meisl, Chemiker an der University of Cambridge und Hauptautor des Papiers, gegenüber AFP.
“Das eine sind sehr detaillierte PET-Daten (Scans) und verschiedene Datensätze, die wir zusammengestellt haben, und das andere sind die mathematischen Modelle, die wir in den letzten zehn Jahren entwickelt haben.”
Insbesondere verwendeten die Forscher fast 400 postmortale Gehirnproben von Alzheimer sowie 100 Positronen-Emissions-Tomographie-Scans von Menschen, die mit der Krankheit leben, um die Aggregation von Tau zu verfolgen, einem von zwei Schlüsselproteinen, die an der Erkrankung beteiligt sind.
Bei der Alzheimer-Krankheit bauen sich Tau und ein anderes Protein namens Amyloid-beta zu Knäueln und Plaques auf – zusammen als Aggregate bekannt – die zum Absterben von Gehirnzellen und zur Schrumpfung des Gehirns führen.
Dies wiederum führt zu Gedächtnisverlust, Persönlichkeitsveränderungen und der Unfähigkeit, die mit der Krankheit verbundenen täglichen Funktionen auszuführen, von der weltweit 44 Millionen Menschen betroffen sind.
– Exponentielles Wachstum –
Frühere Forschungen, die hauptsächlich an Tieren durchgeführt wurden, legten nahe, dass sich die Aggregate in einer Region bilden und sich dann im gesamten Gehirn ausbreiten, ähnlich wie sich Krebs ausbreitet.
Die neue Studie legt nahe, dass eine solche Ausbreitung zwar auftreten kann, aber nicht der Hauptgrund für das Fortschreiten der Krankheit ist.
“Sobald wir diese Samen haben, kleine Aggregate im ganzen Gehirn, vermehren sie sich einfach und dieser Prozess steuert die Geschwindigkeit”, sagte Meisl.
Eine Analogie zur Covid-Pandemie ist, wie sich Reiseverbote zwischen Nationen im Allgemeinen als unwirksam erwiesen haben, um die Ausbreitung des Virus zu stoppen, da es sich bereits in den Ländern replizierte, die versuchten, es draußen zu halten.
Das Team konnte auch bestimmen, wie lange es dauert, bis sich die Aggregate verdoppelt haben – ungefähr fünf Jahre. Das sei eine “ermutigende” Zahl, sagte Meisl, denn sie zeige, dass die Neuronen des Gehirns bereits gut gegen Aggregate seien.
“Vielleicht können wir den Ausbruch einer schweren Krankheit erheblich verzögern, wenn wir es nur ein kleines bisschen besser machen.”
Die Alzheimer-Krankheit wird in sogenannte “Braak-Stadien” eingeteilt, und das Team stellte fest, dass es etwa 35 Jahre dauerte, bis das Stadium drei, als leichte Symptome zum ersten Mal sichtbar wurden, bis zum sechsten Stadium fortgeschritten war, das am weitesten fortgeschritten ist.
Wenn sich die Aggregate in fünf Jahren ungefähr verdoppeln, dann wären sie in 35 Jahren um das 128-fache gestiegen. Dieses exponentielle Wachstum “erklärt, warum die Entwicklung so lange dauert und es den Menschen dann recht schnell schlechter geht”, sagte Meisl.
Als nächstes will das Team die frontotemporale Demenz und das Schädel-Hirn-Trauma mit den gleichen Methoden untersuchen.
„Tau ist ein schuldiges Protein bei einer Reihe verschiedener Demenzerkrankungen, und es wäre sinnvoll zu untersuchen, wie sich dieses Protein bei Krankheiten wie der frontotemporalen Demenz ausbreitet“, sagte Sara Imarisio von Alzheimer’s Research UK in einer Erklärung.
“Hoffentlich werden diese und ähnliche Studien dazu beitragen, die Entwicklung zukünftiger Behandlungen zu fokussieren, die auf Tau abzielen, damit (sie) eine bessere Chance haben, die Krankheitsprozesse selbst zu verlangsamen und Menschen mit Demenz davon profitieren.”
ia/md