Die Alzheimer-Krankheit stellt eine wachsende Herausforderung für unsere Gesellschaft dar, insbesondere angesichts der steigenden Lebenserwartung. Die Forschung am Max-Planck-Institut (MPI) und in Zusammenarbeit mit anderen Institutionen leistet einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der molekularen Mechanismen, der Früherkennung und potenziellen Therapieansätzen dieser komplexen Krankheit.
Die Bedeutung der Früherkennung
Eine frühe Alzheimer-Diagnose ist für eine erfolgreiche Behandlung unerlässlich. Die Vermeidung einer Demenz durch Frühdiagnostik neurodegenerativer Erkrankungen, insbesondere des M. Alzheimer, mit der Möglichkeit einer effizienten Testung möglicherweise neuroprotektiv wirksamer Medikamente ist wegen der Verlängerung der Lebenserwartung in den Industrieländern von außerordentlicher Bedeutung. Bevor es zur Ausbildung einer Demenz kommt, wird eine klinische Phase mit leichten kognitiven Störungen (englisch: mild cognitive impairment, MCI) durchschritten. Mit klinischen Mitteln sind wir durchaus in der Lage, leichte kognitive Störungen zu identifizieren. Es ist jedoch häufig nicht ohne weiteres möglich vorherzusagen, ob es sich dabei bereits um den Beginn einer demenziellen Erkrankung handelt.
Das Kölner Alzheimer Präventionszentrum der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie an der Uniklinik Köln hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, die Früherkennung und Prävention zu fördern. Es bietet eine Anlaufstelle für alle, die sich informieren möchten und Interesse an Präventionsstudien haben.
PET-Bildgebung zur Identifizierung von Risikopatienten
Bei nicht dementen Patienten mit leichten kognitiven Störungen gelingt es durch die Positronen-Emissions-Tomographie (PET), eine Hochrisikogruppe von Patienten zu identifizieren, die mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit im Verlauf der nächsten 1-2 Jahre eine Demenz entwickeln werden. Mit dieser Technik ist es auch möglich, Tiermodelle neurodegenerativer Erkrankungen durch unmittelbaren Vergleich mit der menschlichen Erkrankung zu validieren und spezifische therapeutische Ansatzpunkte zu prüfen. Mit PET können wesentliche Aspekte, wie die Veränderung des Stoffwechsels, der Transmitter und Rezeptoren, und schließlich auch molekularer Schlüsselprozesse wie die Amyoid-Ablagerung bei AD nicht nur beim Menschen, sondern auch in unmittelbar vergleichbarer Weise im Tiermodell mittels MicroPET untersucht werden.
Fortschritte in der MRT-Bildgebung
Bisher konnte mit der MRT-Bildgebung hauptsächlich der Gewebeschwund des Gehirns als Nachweis für die bereits fortgeschrittene Alzheimer-Krankheit diagnostiziert werden. Scheffler und Webb möchten mit ultrahohen Magnetfeldstärken (9.4 Tesla) ermöglichen, auch feinste Veränderungen, wie die Alzheimer typischen Amyloid-Plaques, schnell und zuverlässig zu erkennen.
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Anhand der MRT-Messungen an Alzheimer-Patienten konnten robuste Messprotokolle und Bildrekonstruktionsmethoden für feinste Gehirnveränderungen erfolgreich entwickelt werden. Diese Untersuchungen werden derzeit weitergeführt. Bei zusätzlichen Messungen an entnommenen Hirngewebe-Proben von Alzheimer-Patienten konnten die Forscher Signalveränderungen feststellen, die auf verändertes Gewebe und somit möglicherweise auf die Amyloid-Plaques hindeuten. Es konnten auch indirekte Effekte der Proteinablagerungen beobachtet werden. Diese Ergebnisse eröffnen den Weg in Richtung der modernen, nicht-invasiven Alzheimer-Diagnose mit Hilfe des MRT.
Forschungsprojekte an verschiedenen Standorten
Die Alzheimer-Forschung wird an verschiedenen Max-Planck-Instituten und in Kooperation mit Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen in ganz Deutschland betrieben. Zu den Standorten gehören unter anderem Köln, Leipzig, Bonn, München und Göttingen. Diese Standorte konzentrieren sich auf unterschiedliche Aspekte der Alzheimer-Krankheit, von den zugrunde liegenden molekularen Mechanismen bis hin zu potenziellen Therapieansätzen.
Köln: Fokus auf Immunzellen und Protein-Ablagerungen
Am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln wird untersucht, ob die Immunzellen im gesunden Gehirn bereits vor dem Absterben der Nervenzellen in der Lage sind, Nervenzellen von diesen giftigen Proteinablagerungen zu befreien. Dies geschieht durch tunnelähnliche Kanäle, über die die Immunzellen mit den Nervenzellen in Kontakt stehen. Es könnte sich dabei um einen Mechanismus handeln, der bisher nicht entdeckt wurde. Ziel ist, diesen bisher unentdeckten Mechanismus zu verstehen und herauszufinden, wie diese tunnelähnliche Kommunikation zwischen den Nervenzellen und den Immunzellen funktioniert.
Weitere Projekte in Köln umfassen:
- CogStim24: Kognitive Stimulation im Pflegealltag - für mehr Lebensqualität bei Demenz
- Wie trägt eine erhöhte Plastizität des Hippocampus zu einem milderen Verlauf der Alzheimer-Krankheit bei?
- Können Immunzellen giftige Tau-Ablagerungen rechtzeitig entfernen?
- Der Einfluss von alternden Immunzellen auf die Alzheimer-Krankheit
- Wie trägt das Protein Tau zum Funktionsverlust von Nervenzellen bei?
- Behandlung von Schlafstörungen als präventive Maßnahme gegen die Alzheimer-Krankheit?
- Ein Bluttest für die Grundversorgung mit Risiko-Ermittlung für die Alzheimer-Krankheit
- Geschlechtsspezifische Unterschiede bei der Alzheimer-Krankheit
- Quantitative Untersuchung des Bewegungsverhaltens bei Alzheimer
- Rolle der Expression von Insulinrezeptor-Substrat-2 bei der Entstehung der Alzheimer-Erkrankung
Leipzig: Untersuchung von GABA-Rezeptoren und Gentherapie
In Leipzig konzentriert sich die Forschung auf die Korrektur gestörter GABA-Rezeptoren bei der Alzheimer-Krankheit sowie auf neue Behandlungsstrategien durch Gentherapie. Weitere Forschungsthemen umfassen die Rolle von perineuronalen Netzen, den Vitamin-A-Stoffwechselweg und die Früherkennung durch Bluttests.
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Weitere Projekte in Leipzig umfassen:
- Sind subjektiv wahrgenommene Gedächtnisprobleme ein frühes Anzeichen für Demenz?
- Können die Blutgefäße des Gehirns durch die Beeinflussung des Vitamin-A-Stoffwechselweges geschützt werden?
- Wirkstoffsuche gegen Ablagerung des Tau-Proteins
- Wie schützen perineuronale Netze vor Alzheimer?
- Vergleich von chromosomalen Abweichungen bei der Alzheimer-Krankheit
- Ein neuer Mechanismus zur Beeinflussung von Immunzellen
- Frühdiagnose von Alzheimer durch einen Bluttest möglich?
- Geschlechtsspezifische Einflüsse auf den Stoffwechsel bei Alzheimer
- Neuroprotektion bei der Alzheimer-Krankheit durch perineuronale Netze
- GSK3- und Cdk5-Hemmung als therapeutisches Mittel gegen Neurodegeneration
- Vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor (VEGF) bei der β-Amyloidogenese
- Die Rolle der Glyoxalase bei der Hirnalterung und der Pathogenese von Alzheimer-Demenz
- Gliaale Wachstumsfaktoren - sind sie der Grund für den falschen Wiedereintritt von Neuronen in den Zellzyklus?
- COX-2 und die Zellzyklusaktivierung in Alzheimer-Neuronen
- Die Spezifizität der Hippokampusatrophie bei Alzheimer
- Wirkung von aktivierten Gliazellen auf die neuronale Energieproduktion
- Activation and intracellular signal transduction in lymphocytes in relation to Alzheimer disease
Bonn: Risikofaktoren und Therapieansätze
In Bonn liegt der Fokus auf der Identifizierung von Risikofaktoren im Erbgut, der Rolle von chronischem Stress und Entzündungen sowie der Entwicklung von Gentherapien und der Untersuchung von Braunalgenextrakten.
Weitere Projekte in Bonn umfassen:
- Kann ein einziger Bluttest das Risiko auf eine Alzheimer-Erkrankung vorhersagen?
- Eine Gentherapie zur Prävention sporadischer Alzheimer-Erkrankungen
- Welche Risikofaktoren im Erbgut begünstigen die Frontotemproale Demenz?
- Ist chronischer Stress ein Risikofaktor für die Alzheimer-Krankheit? Eine Untersuchung mit Bezug zur Covid-19 Pandemie
- Die Hemmung von Beta-Amyloid durch das Gen TREM2
- Die Wirkung von Braunalgenextrakten auf Entzündungsprozesse und Kognition
- Die Rolle von Entzündungen nach Schädel-Hirn-Trauma bei der Alzheimer-Krankheit
- Die Programmierung von Mikrogliazellen für eine verbesserte Aktivität im Gehirn
- Kann Alzheimer mit Glucocorticosteroiden behandelt werden?
- Mit Algen gegen Alzheimer
- Untersuchung von giftigem Protein: Phosphoryliertes Beta-Amyloid im Fokus
- Ein neues Risiko-Gen wird unter die Lupe genommen
- Symptome der Alzheimer-Krankheit bekämpfen durch Regulierung des Cholesterin-Transports im Gehirn
- Hyperaktivität der Sternzellen bei Alzheimer
- A2A-Rezeptor-Antagonist gegen Alzheimer-Plaques
- Phosphorylierte Amyloid-Beta-Proteine als mögliche Biomarker
- Untersuchung von Adenosin-A2A-Rezeptorantagonisten in einem transgenen Alzheimer-Tau-Mausmodell
- FDG-PET bei Patienten mit subjektiven Gedächtnisstörungen
- Cholesterinmetabolismus im Gehirn: Relevanz für die Alzheimer-Krankheit
- Beteiligung von alpha-Synuclein bei der Entstehung von Amyloid-Ablagerungen
München: Mikrogliazellen und Ausbreitung von Tau
In München konzentriert sich die Forschung auf die Rolle von Mikrogliazellen, die Ausbreitung von Tau-Proteinen und die Untersuchung ungewöhnlicher Alzheimer-Fälle mittels Tau-PET.
Weitere Projekte in München umfassen:
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- Kann ein Einwirken auf TREM2 die Alzheimerkrankheit stoppen?
- Umprogrammierte Mikrogliazellen als Therapieansatz gegen die Alzheimer-Krankheit
- Beschleunigen Herpes-Viren den Verlauf der Alzheimer-Krankheit?
- Was beschleunigt die Ausbreitung von Tau bei der Alzheimer-Krankheit?
- Die Rolle von Entzündungsprozessen bei der Entstehung von Alzheimer bei Menschen mit Down-Syndrom
- Untersuchung ungewöhnlicher Alzheimer-Fälle mittels Tau-PET
- Welche Mechanismen verhindern den Abbau des giftigen Tau-Proteins?
- Tragen nervöse Astrozyten zum Gedächtnisverlust bei?
- Zusammenhang zwischen der Alzheimer-Krankheit und dem kortikobasalen Syndrom
- Mikrogliazellen für den Kampf gegen Alzheimer fitmachen
- Verbesserte Diagnostik bei Alzheimer Demenz und gefäßbedingter Demenz
- Untersuchung von gestörten Schlafwellen bei Alzheimer-Patienten
- Diagnoseverfahren zur Früherkennung der Alzheimer-Krankheit
- Das Verteilungsmuster der Amyloid-Plaques im Gehirn bei der Alzheimer-Krankheit
- Verändern mikroRNAs die DNA-Hydroxymethylierung bei Alzheimer?
- Reduktion von Amyloid-Beta durch Veränderung der Zellmembran
- Gehirnprozesse der kognitiven Reserve: eine fMRT Studie
Göttingen: Zelluläre Recyclingprozesse und Beta-Amyloid-Produktion
Am Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Wissenschaften in Göttingen wird der Frage nachgegangen, wie zelluläre Recyclingprozesse (Autophagie) bei der Alzheimer-Krankheit gestört sind und welche Rolle Gliazellen bei der Beta-Amyloid-Produktion spielen.
Dr. Simone Eggert vom Max-Plank-Institut für Multidisziplinäre Wissenschaften in Göttingen möchte in ihrem Projekt den Ursachen und Mechanismen dieser Recyclingprozesse auf den Grund gehen. Das Forschungsteam um Dr. Eggert wird Betroffene untersuchen, die seit ihrem 50. Lebensjahr leichte kognitive Störungen haben. Es wird vermutet, dass es sich um die seltene, genetisch vererbte Alzheimer-Form handelt, die in weniger als fünf Prozent aller Alzheimer-Fälle vorkommt. Bei den Betroffenen wurde eine bisher unentdeckte Mutation in einem Enzym festgestellt. Dieses Enzym spielt in den Recyclingprozessen eine wichtige Rolle. Möglicherweise führt diese Mutation dazu, dass Beta-Amyloid nicht rechtzeitig recycelt wird und sich deshalb ablagert.
Forschende am Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften konnten nun zeigen, dass im Gehirn nicht nur Nervenzellen, sondern auch Gliazellen Beta-Amyloid-Proteine produzieren. Ergebnisse aus seiner Abteilung zeigen jetzt: Neben Nervenzellen spielen auch bestimmte Gliazellen, sogenannte Oligodendrozyten, eine wichtige Rolle beim Entstehen von schädlichen Plaques. Die Göttinger Forschungsgruppe hatte bereits in einer früheren Studie entdeckt, dass defektes Myelin der Oligodendrozyten die Alzheimer-Krankheit verschlimmert.
Fokus auf molekulare Mechanismen
Ein Schwerpunkt der Alzheimer-Forschung am Max-Planck-Institut liegt auf der Aufklärung der molekularen Mechanismen, die der Krankheit zugrunde liegen. Dies umfasst die Untersuchung der Rolle von Proteinen wie Beta-Amyloid und Tau, sowie die Identifizierung von genetischen Risikofaktoren und die Erforschung der Rolle von Entzündungsprozessen im Gehirn.
Die Rolle von Tau-Proteinen und Kinasen
Im Zuge einer Alzheimer-Erkrankung trennen sich sogenannte Tau-Proteine vom molekularen Skelett, das Nervenzellen stabilisiert. Die Zellen gehen letztlich daran zugrunde. Der Ablösevorgang geht mit einer chemischen Reaktion einher, welche die Tau-Proteine mit Phosphatgruppen verknüpft. Taktgeber der Phosphorylierung sind spezielle Enzyme (Kinasen): Sie stehen daher im Fokus des aktuellen Projekts. Es sind komplexe Moleküle, die aus zigtausenden von Atomen bestehen und sehr dynamische Strukturen bilden.
Zweckstetter vermutet, dass ein Phänomen namens „Flüssig-Flüssig-Phasentrennung“ für das Verhalten von Kinasen und deren Wirkung auf Tau-Proteine entscheidend ist. „Zahlreiche solcher Enzyme sammeln sich in sogenannten Kondensaten. Das sind gewissermaßen winzige Tröpfchen, die in der Zellflüssigkeit herumschweben. Das ist ähnlich wie bei Ölbläschen in einer Vinaigrette“, so Zweckstetter. „Innerhalb dieser Tröpfchen herrscht eine spezielle chemisch-physikalische Umgebung, die das Verhalten der Kinasen beeinflusst. Das ist die zentrale Idee, von der ich ausgehe. Deshalb wollen wir die Wechselwirkung zwischen dem Milieu in den Kondensaten und der Wirkung der Enzyme aufklären.“
Spastin und der Abbau von Mikrotubuli
Ein deutsch-amerikanisches Forscherteam hat dem Ursachenbild der Alzheimer-Erkrankung einen weiteren Mosaikstein hinzugefügt. Demnach spielt ein Protein mit dem Namen „Spastin“ eine bislang ungeahnte Rolle: Spastin kann die Versorgungsleitungen im Inneren von Nervenzellen kappen, infolgedessen sterben sie ab. Daher könnten Wirkstoffe, die dieses Protein gezielt eindämmen, den Krankheitsverlauf möglicherweise günstig beeinflussen. Das Team der Mandelkows stellte bei Experimenten mit Zellkulturen fest, dass Spastin die Versorgungsleitungen innerhalb der Dendriten beschädigen kann. Die Ursachen für den Rückgang der Mikrotubuli scheinen bei Dendriten und Axonen nicht unbedingt dieselben zu sein.
Therapieansätze und Prävention
Die Forschung am Max-Planck-Institut zielt auch darauf ab, neue Therapieansätze für die Alzheimer-Krankheit zu entwickeln. Dies umfasst die Entwicklung von Medikamenten, die auf bestimmte molekulare Prozesse abzielen, sowie die Erforschung von nicht-medikamentösen Interventionen wie kognitive Stimulation und körperliche Aktivität.
Prävention durch Lebensstiländerungen
Durch die Forschungsergebnisse der letzten Jahre gewinnt die Prävention der Alzheimer-Krankheit zunehmend an Bedeutung. Die Experten wissen heute, dass Präventionsmaßnahmen unter Berücksichtigung von Risikofaktoren das Fortschreiten der Krankheit positiv beeinflussen und das individuelle Demenzrisiko senken können.
Mögliche Therapieansätze
Ein naheliegender Therapie-Ansatz sei es, die Wirkung der Kinasen durch spezielle Wirkstoffe zu drosseln, so Zweckstetter. Ansatzpunkt für eine Therapie könnte es daher sein, die Wirkung von Spastin gezielt einzudämmen.