31.12.2010

Alzheimer-Forschung: Jahresrückblick 2010

Über gemeinnützige Forschungsförderung
Aktuelle Alzheimer-Forschung im Fokus
Auswirkung von Handy-Strahlung
Behandlung der Alzheimer-Krankheit mit Lithium
Enzym Fyn als Bindeglied zwischen Tau und Beta-Amyloid
Störung des Zellteilungsmechanismus bei der Alzheimer-Krankheit
Enzym QC und die Entstehung und das Fortschreiten der Alzheimer- Krankheit
Die Alzheimer-Krankheit und Infektionen
Antikörper für Diagnose und Therapie der Alzheimer-Krankheit
Wissenschafter kartierten bisher unerforschte Gehirnstruktur

Über gemeinnützige Forschungsförderung

Die Menschen werden immer älter, und da das Alter der Hauptrisikofaktor für Alzheimer ist, steigt die Zahl der Betroffenen rasant an. Manches Erfolg versprechende Projekt in der Alzheimer-Forschung kann aufgrund knapper Budgets nicht umgesetzt werden. Die Grundlagenforschung, die von der Alzheimer Forschung Initiative unterstützt wird, forscht nach den Ursachen der Krankheit. Diese stehen nach wie vor nicht eindeutig fest. Durch verschiedene Forschungsprojekte fügen sich kleine Mosaiksteinchen an Erkenntnissen zusammen und ergeben ein immer deutlicheres Bild, das hilft, die Alzheimer-Krankheit Schritt für Schritt besser zu verstehen.

Erkenntnisse der Grundlagenforschung, die in langwierigen Prozessen gewonnen werden, sind die Basis für die angewandte Forschung. Diese Forschungsrichtung zielt auf den praktischen Nutzen ihrer Ergebnisse. An die medizinische angewandte Forschung schließt sich die Entwicklung von Medikamenten an. Für die angewandte Forschung gibt es deutlich mehr Gelder aus Wirtschaft und Industrie als für die wichtige Grundlagenforschung, ohne die es keine neuen Ansätze für Therapiemöglichkeiten gäbe. Hier sieht sich die Alzheimer Forschung Initiative in der Verantwortung und sammelt private Spendengelder, um die Lücken, die Staat und Wirtschaft bei der Grundlagenforschung hinterlassen, zu schließen.

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Aktuelle Alzheimer-Forschung im Fokus

2010 besteht die Alzheimer Forschung Initiative 15 Jahre. In 12 Online-Highlights wurden die wichtigsten Meilensteine der Alzheimer Forschung thematisiert. "Es ist an der Zeit vieles neu zu diskutieren…", so Professor Förstl, Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats der AFI, in diesem Monat in einem Interview nach der Veröffentlichung einer viel beachteten Studie zur Rolle von Infektionen bei der Alzheimer-Krankheit. Die zwölfte und letzte Ausgabe dieser Serie thematisiert Alzheimer-Forschung, die in diesem Jahr viel Aufmerksamkeit in der Presse erregt hat. Diese und viele weitere Ergebnisse aus größeren und kleineren Studien und Experimenten tragen zur Klärung der Ursachen, zum Wissen über Diagnosemethoden und zur Entwicklung von Behandlungs- und Heilungsmöglichkeiten bei.

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Auswirkung von Handy-Strahlung

In wie weit die Handystrahlung gesundheitsschädlich ist, konnten Wissenschaftler bis heute nicht eindeutig klären. Noch in den achtziger Jahren fürchteten viele, durch die Nutzung der Telefone könne es zu massenhaften Erkrankungen kommen. Das geschah nicht. Allerdings weiß man heute, dass die Strahlung aus den Mobilfunkgeräten Einfluss auf die Zellen im Gehirn hat.

Dass dieser Effekt auch positiv sein könnte, lässt ein Laborversuch an der Universität in Tampa, USA, vermuten. Modell-Mäuse erkrankten im Tierversuch nicht, nachdem sie Handystrahlen ausgesetzt waren.  Die Wissenschaftler hatten knapp 100 Mäuse in ihre Tests einbezogen. Die Mäuse saßen in Käfigen, die um eine Antenne gruppiert waren. Sie sandte sieben bis neun Monate lang für zwei Stunden täglich eine für Mobiltelefone übliche elektromagnetische Strahlung aus. Die Dosis habe jener entsprochen, die bei ans Ohr gehaltenem Handy auf das menschliche Gehirn einwirke, berichten die Mediziner.

Bei jungen, noch nicht erkrankten Tieren bildeten sich - anders als normalerweise - während des Versuchs keine Beta-Amyloid Plaques im Gehirn, zeigten Analysen. Verhaltenstests machten deutlich, dass ihre kognitiven Fähigkeiten vollständig erhalten blieben. Bei älteren Tieren mit Alzheimer stellten die Ärzte fest, dass sie bei Leistungstests nach der Bestrahlung ebenso gut abschnitten wie völlig gesunde Mäuse. Im Hirn fanden sich weniger Ablagerungen.

Und das war noch nicht alles: Setzten die Ärzte gesunde, genetisch nicht veränderte Mäuse den elektromagnetischen Wellen aus, schnitten diese anschließend besser bei den Gedächtnis-Tests ab als zuvor. Was genau während der Bestrahlung im Gehirn der Tiere ablief, wissen die Forscher bislang nicht.

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Behandlung der Alzheimer-Krankheit mit Lithium

Durch die Manipulation bestimmter Gene können Forscher die Alzheimer-Krankheit in männlichen Taufliegen auslösen. Diese sind im Vergleich zu ihren gesunden Artgenossen weitaus weniger lernfähig und besitzen eine schlechteres Erinnerungsvermögen, was sich vor allem während der Balz äußert. Ältere Modell-Fliegen mit manipulierten Alzheimer-Genen vergaßen im Gegensatz zu den Jüngeren während der Balz bald, welche Weibchen sich zuvor abweisend gezeigt hatten. An ihnen testeten die Forscher ihre neue Therapie-Variante.

Das Ergebnis: Nach der Einnahme von Lithium und anderen Substanzen, die auf die Signalübertragung im Gehirn wirken, besaßen die Tiere aber wieder die gleiche Gedächtnisleistung wie ihre gesunden Artgenossen. Bei jüngeren erkrankten Tieren trat nach der Medikamenteneinnahme die Vergesslichkeit in einem späteren Alter überhaupt nicht auf.

"Besonders erstaunlich und für uns entscheidend sind die Resultate bei den älteren Fliegen, die bereits Symptome zeigen", erklärt der Forscher Sean McBride. Beim Menschen wird Alzheimer nämlich erst in einem fortgeschrittenen Verlauf diagnostiziert, wenn die Gedächtnisleistung bereits deutlich nachlässt. "Diese Einschränkung ist eventuell auch bei Menschen bis zu einem gewissen Punkt reversibel", hofft McBride jetzt. Vorerst wollen die Forscher ihre Resultate aber noch an Mäusen testen.

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Enzym Fyn als Bindeglied zwischen Tau und Beta-Amyloid

Dr. Lars Ittner, Universität Syndney und seine Kollegen haben  eine überraschende Funktion des Tau-Proteins entdeckt, die man bisher nicht kannte. Die Hauptaufgabe von Tau besteht darin, die Transportbahnen der Nervenzellfortsätze zu stabilisieren. Im Alzheimer-Gehirn passiert jedoch etwas Ungewöhnliches: Dort verklumpen Tau-Moleküle zu so genannten Tangles und lösen sich von den Transportbahnen, wodurch der für die Nervenzelle lebenswichtige Transport von Stoffen irgendwann zusammenbricht.

Bisher glaubte man, dass Tau nur dort wirkt, wo es auch vonnöten ist, nämlich entlang der Transportbahnen vom Zentrum der Nervenzelle in die Nervenzellfortsätze, die Nervenimpulse an die Nachbarzelle weitergeben. Doch wie Ittner und seine Kollegen herausgefunden haben, hat Tau auch eine bisher unbekannte Funktion in den Dendriten. Das sind die vielen kleineren Nervenzellfortsätze, die Informationen von benachbarten Zellen aufnehmen. Dort lockt Tau offenbar ein Enzym namens Fyn hin - und es sollte sich als das fehlende Bindeglied zwischen Tau und Beta-Amyloid herausstellen.

"Fyn macht den Rezeptor für die toxische Wirkung des Beta-Amyloids sensibel", sagt Ittner im Gespräch mit Spiegel online. Das Enzym verändert einen wichtigen Rezeptor für Botenstoffe im Gehirn und verstärkt dessen Funktion. Läuft dieser Prozess im Übermaß ab, kommt es zu einer Reizüberflutung der Nervenzelle. Das verstärkt die gefährliche Wirkung der Plaques aus Beta-Amyloid und treibt die Nervenzelle letztlich in den Tod.

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Störung des Zellteilungsmechanismus bei der Alzheimer-Krankheit

"Alzheimer scheint in der Tat angeboren zu sein", so der Hirnforscher Thomas Arendt vom Paul-Flechsig-Institut der Universität Leipzig. Die Wissenschaftler kamen zu ihrer Folgerung, nachdem sie Proben aus Hirnen von Menschen untersucht hatten, die an Alzheimer in unterschiedlichen Stadien litten. Im Gehirn der Erkrankten waren überdurchschnittlich häufig Hirnzellen zu finden, die mehr als die üblichen zwei Kopien der Erbsubstanz DNA enthielten. "Manche tragen vier, andere sogar sechs Chromosomenpaare", sagt Studienleiter Arendt. Solche Zellen werden hyperploid genannt und kommen in verschiedenen Kombinationen vor - auch im gesunden Gehirn.

"Im Gehirn von Alzheimer-Patienten stellen wir aber eine doppelt so hohe Anzahl fest. Es scheint eine Toleranzgrenze durchbrochen zu sein", berichtet Arendt. Interessanterweise findet sich die Häufung der anomalen Zellen sich bereits in einem Stadium, in dem den Betroffenen noch nichts anzumerken ist. Im Lauf der Erkrankung scheinen dann bevorzugt die ungewöhnlichen Zellen abzusterben, so dass in den Endstadien nur noch wenige nachweisbar sind. "Wir sind daher relativ sicher, dass diese übergroße Gruppe an hyperploiden Zellen schon während der Gehirnentwicklung des Kindes entsteht", sagt Arendt. Da sie jedoch weniger robust und anfälliger für Schäden seien, sterben sie mit der Zeit ab - mit der Konsequenz, dass das Gehirn seine normale Funktion nicht mehr aufrechterhalten kann.

Sollte sich bestätigen, dass das Zuviel an Chromosomen tatsächlich der entscheidende Auslöser für den Zelluntergang und damit die Krankheit ist, stehen die Forscher allerdings vor einem Problem: Hyperploidie ist irreversibel, das heißt, es ist nicht möglich, die betroffenen Zellen in den Normalzustand zu versetzen. Die hyperploiden Zellen stürben auf jeden Fall ab, sagt der Forscher. Es eröffne jedoch die Möglichkeit, schon früh vorherzusagen, wer mit einer hohen Wahrscheinlichkeit an Alzheimer erkranken wird - vorausgesetzt, es stünde eine Methode zur Verfügung, mit der man ins Gehirn hineinschauen könne.

Als "interessanten und neuen Ansatz" bewertet auch der Neurologe und Psychiater Hans Förstl vom Klinikum der TU München die neue Studie. Sie zeige erstmals eindeutig, dass man bei Alzheimer noch weitere Faktoren berücksichtigen müsse; zugleich deuteten sich für die fernere Zukunft neue Therapieansätze an.

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Enzym QC und die Entstehung und das Fortschreiten der Alzheimer- Krankheit

Wissenschaftler um Hans-Ulrich Demuth von der Firma Probiodrug in Halle haben einen experimentellen Wirkstoff entdeckt, der giftige Amyloid-Plaques im Hirn von Alzheimer-Tieren entstehen lässt. Die Blockade eines Enzyms namens Glutaminylzyklase (QC) bremst die Entstehung der typischen Eiweiß-Ablagerungen im Hirn von Modell-Mäusen um 80 Prozent und eignet sich möglicherweise zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit, so die beteiligten Wissenschaftler. Blockierten die Forscher das Enzym mit ihrem experimentellen Wirkstoff, entstanden deutlich weniger Alzheimer-Plaques in den Mäusehirnen. Zudem stieg in Verhaltenstests auch die Hirnleistung der Nager.

Nebenwirkungen der Blockade des Enzyms beobachteten sie in ihren Versuchen nicht. Die Labortiere hätten die zum Teil zehn Monate lange Behandlung problemlos vertragen. Außer einer verbesserten Hirnleistung habe sich das Verhalten nicht verändert. Die Forscher sehen in diesen Ergebnissen einen möglichen neuen Ansatz im Kampf gegen die Alzheimer-Krankheit.

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Die Alzheimer-Krankheit und Infektionen

Proteinbruchstücke, die für Alzheimer mitverantwortlich sind, können aus anderen Körperteilen ins Gehirn wandern und dort Schaden anrichten. Das haben Forscher um den Zellbiologen Matthias Jucker des Hertie-Instituts für Hirnforschung an der Universität Tübingen zusammen mit anderen Kollegen festgestellt.

Die Forscher injizierten β-Amyloid Bruchstücke in den Bauchraum von Modell-Mäusen. Bei den Versuchstieren zeigten sich später Veränderungen im Gehirn, wie sie typischerweise auch bei Alzheimer-Patienten vorkommen. Die Frage sei deshalb, so Jucker, ob es im Körper oder der Umwelt eine infektiöse Substanz gebe, die Alzheimer-Veränderungen im Gehirn auslösen könne.

Im Labor seien seine Mitarbeiter vorsichtig mit den β-Amyloid Eiweißen, sagt Mathias Jucker. Aber für den Umgang mit Demenz-Patienten spiele die mögliche Infektiosität der Eiweiße keine Rolle: "Wer steckt sich schon Hirnmaterial in die Bauchhöhle?" Außerdem sei nicht klar, ob die β-Amyloid Plaques jemals aus dem Gehirn von Alzheimer-Patienten austreten könnten.

Auch Prof. Hans Förstl, TU München, Mitglied des Wissenschaftlichen Beirats der AFI, beruhigt im Interview mit der Süddeutschen Zeitung online all jene, die aufopferungsvoll demenzkranke Menschen pflegen: "Das heißt jetzt keinesfalls, dass man Alzheimer-Patienten mit Mundschutz und Handschuhen begegnen sollte." Die Krankheit sei gewiss nicht hochansteckend wie eine Erkältung. Unter unglücklichen Umständen aber könne Alzheimer womöglich weitergegeben werden, die Indizien dafür nähmen zu.

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Antikörper für Diagnose und Therapie der Alzheimer-Krankheit

Die zwei Alzheimer-Forscher Prof. Dr. Thomas Bayer und Dr. Oliver Wirths (Universitätsmedizin Göttingen) haben neue Antikörper entwickelt, die in Zukunft vielleicht für Diagnose und Therapie bei Alzheimer eingesetzt werden können.

Die Göttinger Forschung zielt auf das Eiweiß Pyroglutamat-Abeta ab, das die Forscher als eigentlichen „Übeltäter“ beim Absterben der Gehirnzellen ausgemacht haben. Die Antikörper konnten in den bisher durchgeführten Tests die zerstörerische Kraft des Eiweißes stoppen. Oligomere von Abeta, das sind wahrscheinlich die besonders schädlichen Verklumpungen, häufen sich im Gehirn von Alzheimer-Patienten, sind aber in deren Blut geringer als bei gesunden Menschen.

Somit ergibt sich ein neuer potenzieller Biomarker für die Alzheimer-Diagnose, der mithilfe einer normalen Blutuntersuchung erkannt werden könnte. Weitere Studien müssen außerdem zeigen, ob die Antikörper für eine Impfung bei Alzheimer- Patienten im Anfangsstadium eingesetzt werden können, um die Verschlechterung der Symptome aufzuhalten.

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Wissenschafter kartierten bisher unerforschte Gehirnstruktur

Wissenschaftern der Universitätsmedizin Berlin ist es mithilfe von Lichtenergie gelungen, die interne Verschaltung einer Gehirnstruktur zu entschlüsseln, die an der Entstehung von Alzheimer beteiligt ist. "Anhand eines Vergleichs so kartierter neuronaler Netzwerke von gesunden mit krankhaft veränderten Hirnstrukturen kann zukünftig ein besseres Verständnis neurologischer Störungen erlangt werden", erklärt Dietmar Schmitz, Direktor des Neurowissenschaftlichen Forschungszentrums der Charité.

Die untersuchte Gehirnstruktur, der sogenannte entorhinale Kortex, spielt eine zentrale Rolle bei der räumlichen Navigation, der Gedächtnisbildung und bei Lernprozessen. Er dient als Schnittstelle zwischen der Großhirnrinde und dem für das Ein- und Auslesen von Gedächtnisinhalten wichtigen Hippokampus, einem weiteren Bestandteil des Großhirns.

Die interne Verschaltung des entorhinalen Kortex war bislang unbekannt. Erstmals gelang es nun, diesen Teil des Gehirns hochauflösend zu kartieren und spezifische wiederkehrende Muster beim Aufbau seines Netzwerks zu identifizieren.

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15 Jahre Alzheimer Forschung Initiative

Dieser Artikel ist der letzte Teil unserer Jubiläumsreihe zum 15-jährigen Bestehen der Alzheimer Forschung Initiative. Folgende Artikel sind erschienen:

Ausgabe 1 von 12: Wie die Krankheit zu ihrem Namen kam
Ausgabe 2 von 12: Als die Krankheit sichtbar wurde…

Ausgabe 3 von 12: Ist es schon Alzheimer, Herr Doktor?

Ausgabe 4 von 12: Erinnern auf Rezept? Zum Stand der Medikation

Ausgabe 5 von 12: Dürfen wir vorstellen? Die Amyloid-Hypothese

Ausgabe 6 von 12: Die Alzheimer-Krankheit und ihre Stadien

Ausgabe 7 von 12: Vererbtes Vergessen - Die Alzheimer-Gene
Ausgabe 8 von 12: Über das Ende eines großen Tabus
Ausgabe 9 von 12: Eine Initiative für die Erinnerung 
Ausgabe 10 von 12: Zukunftsmusik? Impfen gegen das Vergessen
Ausgabe 11 von 12: Wie das Gamma zu Alpha und Beta kam
Ausgabe 12 von 12: Aktuelle Alzheimer-Forschung im Fokus


Quellen:

Alzheimer Forschung Initiative e.V.
http://www.handelsblatt.com
http://www.welt.de
http://www.fr-online.de
http://derstandard.at
http://www.sueddeutsche.de
http://www.aerztezeitung.de

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