Die Alzheimer-Krankheit, die häufigste Form der Demenz bei älteren Menschen, ist durch den fortschreitenden Verlust von Nervenzellen im Gehirn gekennzeichnet, was zu Vergesslichkeit, Orientierungslosigkeit und Verwirrung führt. Obwohl die genauen Ursachen noch nicht vollständig geklärt sind, deuten aktuelle Forschungsergebnisse darauf hin, dass Bakterien, insbesondere solche aus dem Darm und dem Mund, eine wichtige Rolle bei der Entstehung und dem Verlauf der Krankheit spielen könnten.
Darmbakterien und Alzheimer: Eine neue Perspektive
Eine Studie in Science Translational Medicine (2023; DOI: 10.1126/scitranslmed.abo2984) zeigt, dass Veränderungen der Darmflora, die bereits bei Patienten mit symptomatischem Morbus Alzheimer festgestellt wurden, schon im Vorstadium der Erkrankung vorhanden sein können. Dies eröffnet die Möglichkeit, einen Stuhltest zum Screening von gesunden Menschen zu entwickeln, um das Alzheimerrisiko frühzeitig zu erkennen.
Ein Forschungsteam der Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie sowie des Instituts für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene am Universitätsklinikum Tübingen hat im Rahmen der AlzBiom-Studie das Darm-Mikrobiom von 100 gesunden älteren Menschen ohne Gedächtnisbeeinträchtigung, 100 Personen mit leichten Gedächtnisbeeinträchtigungen und 100 Personen mit gesicherter leichtgradiger Alzheimer-Demenz untersucht. Mithilfe des Shotgun Metagenomics Sequencing konnte das Team nachweisen, dass sich das Darm-Mikrobiom von Alzheimer-Patienten sowohl auf der Speziesebene (Zusammensetzung der Bakterien) als auch auf funktioneller Ebene (Stoffwechselprozesse) deutlich von dem gesunder Studienteilnehmer unterscheidet. Die Analyse des Mikrobioms erlaubt somit eine treffsichere Identifizierung von Alzheimer-Erkrankten, was die diagnostische Bedeutung des Darm-Mikrobioms unterstreicht.
Prof. Dr. Christoph Laske, Studienleiter, beschreibt, dass sie eine Alzheimer-Signatur im Darm-Mikrobiom identifiziert haben, die zur Unterscheidung von Amyloid-positiven Alzheimer-Patienten von gesunden Kontrollpersonen verwendet werden kann. Die Untersuchungsergebnisse sprechen dafür, dass eine Beeinflussung des Darm-Mikrobioms ein neuer, innovativer Ansatz zur Behandlung der Alzheimer-Erkrankung darstellen könnte. Die Wirksamkeit eines solchen Behandlungsansatzes muss jedoch noch in zukünftigen Studien untersucht werden.
Der Darm spielt eine zentrale Rolle im Immunsystem, da er bis zu 80 Prozent des körpereigenen Immunsystems ausmacht. Das Darmmikrobiom, bestehend aus unzähligen Bakterien und Mikroorganismen, enthält etwa hundertmal mehr genetische Informationen als das menschliche Genom. Es reguliert Stoffwechsel-, Hormon-, Immun- und neurotrophe Funktionen und spielt eine wichtige Rolle bei der Kommunikation zwischen Magen-Darm-Trakt und Gehirn. Die Zusammensetzung des Darm-Mikrobioms kann durch menschliche und Umweltfaktoren beeinflusst werden und verändert sich mit dem Alter, was das Mikrobiom anfälliger für Umweltfaktoren macht und die Entstehung von Krankheiten wie Alzheimer begünstigt.
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Mundbakterien und Alzheimer: Ein möglicher Zusammenhang
Nicht nur die Darmflora, sondern auch das orale Mikrobiom, also die Gesamtheit der Mikroorganismen in Mund und Rachen, rückt vermehrt in den Fokus der Alzheimer-Forschung. Insbesondere Bakterien, die dem Körper schaden und Krankheiten auslösen können, stehen im Verdacht, eine Rolle bei der Entstehung von Alzheimer zu spielen.
Wissenschaftler wiesen im Gehirn von verstorbenen Alzheimer-Patienten Porphyromonas gingivalis nach - Bakterien, die für chronische Parodontitis verantwortlich sind. Diese aggressive Zahnfleischerkrankung führt oft zum Verlust von Zähnen. Im Gehirn angekommen, sondern die Bakterien proteinspaltende Enzyme ab, was zu Entzündungen und Zellschädigungen führt, die für Alzheimer typisch sind. Bei Mäusen ließ sich dieser Effekt bereits künstlich herbeiführen und beobachten.
Forscher gehen davon aus, dass die Bakterien über Wunden im Mund in den Blutkreislauf gelangen. Anstatt abgetötet zu werden, wird Porphyromonas gingivalis laut einer Studie von Immunzellen nicht erkannt und über weite Strecken im Körper transportiert. Im Gehirn von Alzheimer-Patienten angekommen, überfordern die unbekannten Bakterien die ohnehin schwer beschäftigte Immunabwehr und es kommt zu Entzündungen. Eine gute Mundhygiene schützt im Zweifel also nicht nur vor Karies und Parodontitis, sondern kann zudem das Risiko senken, an Alzheimer zu erkranken.
In Australien wird an einem Impfstoff gegen die schädigenden Enzyme des Bakteriums Porphyromonas gingivalis geforscht. Erste Versuche an Mäusen waren bereits erfolgreich, und Versuche an Menschen sollen bald folgen.
Entzündungen und Immunreaktionen im Gehirn
Eine Immunreaktion im Gehirn scheint für die Entwicklung der Alzheimer-Erkrankung maßgeblich mitverantwortlich zu sein. Charakteristisch für die Alzheimer-Erkrankung sind Verklumpungen des Proteins Aβ, die dann im Gehirn große Ablagerungen bilden. Aβ ähnelt Molekülen auf der Oberfläche mancher Bakterien. Im Laufe vieler Millionen Jahre haben Organismen daher gegen solche Strukturen Abwehrmechanismen entwickelt. Diese sind genetisch festgelegt und zählen somit zum so genannten angeborenen Immunsystem.
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Im Gehirn übernehmen die Mikroglia-Zellen diese Rolle. Bei Kontakt mit Aβ werden in den Mikroglia-Zellen bestimmte Molekül-Komplexe aktiv, die Inflammasomen. Sie ähneln dann einem Rad, an dessen Außenseite Enzyme sitzen. Diese können Immun-Botenstoffe aktivieren und dadurch eine Entzündung auslösen, indem sie weitere Immunzellen zum Ort des Geschehens dirigieren. „Mitunter gehen die Mikroglia-Zellen bei diesem Prozess zugrunde“, erklärt Prof. Dr. Michael Heneka. „Sie geben dann aktivierte Inflammasomen in ihre Umgebung ab, die ASC-Specks.“
Diese freigewordenen Specks übernehmen eine unheilvolle Doppelrolle: Einerseits verbinden sie sich mit den Aβ-Proteinen und erschweren dadurch ihren Abbau. Andererseits aktivieren sie die Inflammasomen in weiteren Mikroglia-Zellen, und zwar weit stärker, als Aβ allein es tun würde. Bei diesem Prozess werden immer weitere ASC-Specks frei. Er gießt also gewissermaßen Öl ins Feuer und facht dadurch die Entzündung dauerhaft an.
Die Wissenschaftler hoffen, dass ein besseres Verständnis dieser Prozesse auch zur Entwicklung neuer Therapie-Ansätze führen könnte. Denn die Ablagerung von Aβ beginnt wahrscheinlich Jahrzehnte, bevor erste Krankheitssymptome auftreten. Durch einen frühzeitigen Eingriff lässt sich dieser verhängnisvolle Prozess möglicherweise verlangsamen. „Eventuell ist es so in Zukunft möglich, Alzheimer präventiv zu behandeln, so dass es gar nicht erst zu Beeinträchtigungen der geistigen Leistungsfähigkeit kommt“, hofft Prof.
Helicobacter pylori und Alzheimer: Ein weiterer Risikofaktor?
Als einen möglichen Risikofaktor hat die Forschung schon länger den Magenkeim Helicobacter pylori (Hp) im Blick. Mit diesem Bakterium ist knapp ein Drittel aller Menschen in Deutschland infiziert. Eine Infektion kann symptomlos verlaufen, aber auch Magenschleimhautentzündungen und sogar Magenkarzinome verursachen. Auch ein Zusammenhang zwischen einer Hp-Infektion und dem zentralen Nervensystem ließ sich in zahlreichen Laborstudien finden.
Eine Studie von Charité - Universitätsmedizin Berlin und McGill University (Kanada) hat gezeigt, dass symptomatische Infektionen mit Helicobacter pylori nach dem 50. Lebensjahr mit einem um elf Prozent erhöhten Risiko für Alzheimer-Demenz einhergehen können. Die Risikoerhöhung erreicht ihren Maximalwert von 24 Prozent etwa ein Jahrzehnt nach der Hp-Infektion.
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Prof. Antonios Douros, Pharmakoepidemiologe an der Charité und Erstautor der Studie, erklärt, dass das Bakterium über verschiedene Wege das Gehirn erreichen kann und dort unter Umständen zu Entzündungen, Schädigungen und dem Verfall von Nervenzellen führt. Er schlussfolgert, dass eine Helicobacter-pylori-Infektion ein beeinflussbarer Risikofaktor für Alzheimer-Demenz sein könnte. Ob und in welchem Maß die konsequente, flächendeckende Bekämpfung dieses Magenkeims durch sogenannte Eradikationsprogramme die Entwicklung von Alzheimer tatsächlich beeinflusst, muss allerdings erst in groß angelegten randomisierten Studien getestet werden.
Parodontitis und Alzheimer: Ein Teufelskreis?
Parodontitis, eine bakteriell bedingte Entzündung des Zahnhalteapparates, steht ebenfalls im Verdacht, mit Alzheimer in Verbindung zu stehen. Menschen, die an Alzheimer erkrankt sind, haben häufig Probleme mit ihrer Zahngesundheit und sind besonders häufig von Parodontitis betroffen. Dies könnte damit zusammenhängen, dass Menschen mit Alzheimer häufig die Zahnpflege vernachlässigen.
In den Gehirnen verstorbener Alzheimer-Patienten wurden vermehrt Spuren von Parodontose-Bakterien entdeckt, vor allem Gingipain-Enzyme, die von Parodontitis-Bakterien gebildet werden. Es scheint eine Verbindung zwischen den Gingipain-Enzymen und den für die Alzheimer-Krankheit typischen Protein-Ablagerungen aus Beta-Amyloid und Tau zu geben.
In Versuchen mit Alzheimer-Mäusen wurden weniger Proteinablagerungen im Gehirn gefunden, nachdem sie mit einem Gingipain-Blocker (Wirkstoff Atuzaginstat) und weiteren Antibiotika behandelt wurden. Die Entwicklung von Atuzaginstat als Alzheimer-Medikament wurde jedoch 2022 eingestellt, da die Schädigung der Leber ein Sicherheitsrisiko darstellte.
Neue Therapieansätze und Präventionsstrategien
Die aktuellen Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Bakterien und Entzündungen eine wichtige Rolle bei der Entstehung und dem Verlauf der Alzheimer-Krankheit spielen könnten. Dies eröffnet neue Perspektiven für die Entwicklung von Therapieansätzen und Präventionsstrategien.
Ein besseres Verständnis der komplexen Zusammenhänge zwischen Darmflora, Mundgesundheit, Immunreaktionen und Alzheimer könnte dazu beitragen, die Krankheit frühzeitig zu erkennen und gezielter zu behandeln. Mögliche Ansätze sind die Beeinflussung des Darm-Mikrobioms durch Ernährung oder Probiotika, die Entwicklung von Impfstoffen gegen schädliche Bakterienenzyme und die Bekämpfung von Entzündungen im Gehirn.
Darüber hinaus ist eine gute Mundhygiene und die Behandlung von Parodontitis wichtig, um das Risiko einer bakteriellen Infektion und Entzündung zu reduzieren. Auch die Bekämpfung von Helicobacter pylori könnte einen Beitrag zur Prävention von Alzheimer leisten.
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