Im Jahr 2020 litten 5,8 Millionen Amerikaner an Alzheimer. Laut CDC soll diese Zahl bis 2060 auf 14 Millionen ansteigen. Eine Heilung für diese Menschen war lange Zeit schwer zu fassen, aber das könnte sich dank einer neuen Studie, die zeigt, wie sich Alzheimer-assoziierte Proteine im Gehirn ansammeln, schneller ändern, als wir denken . Die Ergebnisse, veröffentlicht am Freitag in Wissenschaftliche Fortschritte, geben Forschern neue Einblicke in den Krankheitsverlauf und könnten zu neuen Ideen für wirksamere Behandlungen führen.
Alzheimer ist eine Krankheit, die durch fehlerhaftes Verhalten von Proteinen definiert wird, so Tuomas Knowles, ein Forscher an der University of Cambridge und Mitautor der neuen Studie. Eines dieser Proteine wird Tau genannt. Bei der Alzheimer-Krankheit fängt Tau an, sich schlecht zu benehmen, bildet Klumpen in den Gehirnzellen und beeinträchtigt ihre Fähigkeit, miteinander zu kommunizieren.
Die Verringerung der Ansammlung dieser Tau-Klumpen könnte eine Möglichkeit sein, die Alzheimer-Krankheit zu bekämpfen, aber zuerst müssen Wissenschaftler herausfinden, wie die Ansammlung erfolgt.
Knowles sagte gegenüber The Daily Beast, dass bei der Übernahme des Gehirns durch Tau zwei Hauptprozesse am Werk sind. Ein Prozess beinhaltet die Ausbreitung von Tau-Klumpen von einem Teil des Gehirns zum anderen. Der andere Prozess beinhaltet die Tau-Replikation – die Klumpen wachsen und vermehren sich an Ort und Stelle.
Eine Krankheit kann sich nur so schnell entwickeln, wie es ihr langsamster Schritt zulässt (auch „ratenbegrenzender“ Schritt genannt), daher sind Alzheimer-Forscher sehr daran interessiert, herauszufinden, welcher dieser Prozesse, die das Fortschreiten von Tau durch das Gehirn steuern, langsamer ist. „Wer therapeutisch eingreifen will, hat viel mehr Wirkung, wenn man den frequenzbegrenzenden Schritt wählt“, sagt Knowles. „Wenn Sie einen Schritt wählen, der nicht tarifbegrenzend ist, laufen Sie Gefahr, tatsächlich keinen Vorteil zu haben.“
Viele Forschungen haben sich darauf konzentriert, die Ausbreitung der Tau-Klumpen zu stoppen, aber laut der neuen Studie ist dies möglicherweise kein wirksamer Weg, um die Krankheit zu behandeln. Anhand von fünf verschiedenen Datensätzen über das Gehirn von Menschen mit Alzheimer fanden die Forscher heraus, dass die Tau-Replikation im mittleren und späteren Stadium der Krankheit tatsächlich ein viel wichtigerer Faktor war als die Tau-Ausbreitung.
Brian Kraemer, ein Professor an der University of Washington, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte gegenüber The Daily Beast, dass der in dieser Studie verwendete Ansatz „eine neue Idee für das Feld ist. Ich denke, es könnte uns einige wichtige Dinge sagen, die wir nicht wirklich sehr gut über Tauopathien verstehen [neurodegenerative diseases involving tau] Fortschritt. Ich fand es ziemlich cool.“
Erstmals konnten die Forscher auch einen Durchschnitt dafür bestimmen, wie schnell diese Replikation beim Menschen abläuft. Anhand von Daten aus postmortalem Hirngewebe sowie Hirnscans von lebenden Alzheimer-Patienten fanden die Forscher heraus, dass die durchschnittliche Replikationszeit etwa fünf Jahre beträgt. Diese Geschwindigkeit ist um Größenordnungen langsamer als die in Experimenten in Reagenzgläsern und Mäusen beobachtete Geschwindigkeit. In einem Bereich, der oft mit der Übertragung der Forschung von Tieren auf den Menschen zu kämpfen hatte – Dutzende von Medikamenten haben die Alzheimer-Symptome bei Mäusen umkehrt, während dies beim Menschen nicht gelungen ist – unterstreicht dieser Befund die Bedeutung der Untersuchung von Krankheitsprozessen bei tatsächlichen Patienten.
Die langsame Replikation von Tau beim Menschen ist auch für sich genommen eine gute Nachricht. „Was es uns sagt, ist, dass sich die Umgebung im Gehirn zu entwickelt hat schon fast diesen Prozess vollständig unter Kontrolle halten“, sagte Knowles.
„Ich mag es, in diesen Dingen optimistisch zu sein“, sagte er. „Sie müssen mit dieser Zahl eigentlich nicht viel anfangen, bevor Sie die Krankheit tatsächlich geheilt haben. [The doubling time] muss nicht bis zu einer Million Jahre dauern… Sie müssen es nur um den Faktor zwei bis drei verlangsamen. Und dann ist es einfach so langsam, dass es zu unseren Lebzeiten kein Problem darstellt.“
Der nächste Schritt für die Forscher wird darin bestehen, Wirkstoffkandidaten zu finden, Moleküle, die diese Replikationsrate modulieren und möglicherweise die Krankheit so weit verlangsamen, dass die kognitive Funktion eines Patienten kaum beeinträchtigt ist.
Kraemer fügte hinzu, dass die in dieser Studie verwendeten Methoden auch interessante Einblicke in andere schwächende neurodegenerative Erkrankungen liefern könnten, an denen auch abnorme Tau-Proteine beteiligt sind. Dazu gehören die argyrophile Getreidekrankheit (eine relativ häufige Form der Demenz); und chronische traumatische Enzephalopathie (CTE), die bei Fußballspielern und anderen, die wiederholt Kopfverletzungen erlitten haben, auftritt.
Knowles freut sich auf die zukünftige Forschung mit molekularen Werkzeugen, um umfassendere Fragen zu neurodegenerativen Erkrankungen zu beantworten. „Wir sind sehr daran interessiert, unsere Erkenntnisse und Werkzeuge als Chemiker dort einzubringen, wo wir tatsächlich mit Phänomenen auf molekularer Ebene umgehen können“, sagte er. „Aber jetzt können wir dies tatsächlich in der realen Person tun, mit echten Patientendaten. Ich finde es unglaublich spannend.“