Die Alzheimer-Krankheit stellt eine der größten Herausforderungen für die moderne Medizin dar. Alle drei Sekunden erkrankt weltweit ein Mensch an Demenz, und in Deutschland ist eine demenzielle Erkrankung wie Alzheimer bereits die zweithäufigste Todesursache. Trotz intensiver Forschung gibt es bis heute keine wirksamen Therapien, die die Krankheit heilen können. Die Suche nach den Ursachen und neuen Behandlungsansätzen gestaltet sich komplex, doch aktuelle Forschungsergebnisse eröffnen vielversprechende Perspektiven.
Die Alzheimer-Krankheit: Eine globale Herausforderung
Die Alzheimer-Krankheit ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch den Abbau von Nervenzellen im Gehirn gekennzeichnet ist. Aktuell leiden allein in Deutschland etwa 1,8 Millionen Menschen an Demenz, wobei Alzheimer die häufigste Form darstellt. Die Erkrankung führt zu Gedächtnisverlust, Orientierungsproblemen, Verhaltensänderungen und Schwierigkeiten bei der Bewältigung alltäglicher Aufgaben. Bisher können Medikamente lediglich den Verlauf der Krankheit verlangsamen und die Symptome lindern.
Charakteristische Proteinablagerungen im Gehirn
Lange Zeit galten bestimmte Eiweißablagerungen im Gehirn als die alleinige Ursache von Alzheimer. Laut der Alzheimer Forschung Initiative sind zwei verschiedene Proteinablagerungen charakteristisch für die Alzheimer-Krankheit: Beta-Amyloid-Plaques und Tau-Fibrillen. Beta-Amyloid ist ein Proteinfragment, das sich außerhalb der Nervenzellen in Form von Plaques ablagert. Innerhalb der Neurone verklumpt das Tau-Protein zu gedrehten Fasern, den Fibrillen.
Das Rätsel der Resilienz: Symptomfreie Alzheimer-Betroffene
Ein faszinierendes Phänomen ist, dass es Menschen gibt, die trotz erheblicher Alzheimer-typischer Ablagerungen im Gehirn keinerlei kognitive Einschränkungen zeigen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass bis zu 30 Prozent der älteren Menschen erhebliche Ablagerungen im Gehirn aufweisen, ohne Symptome zu entwickeln. Diese Menschen sind resilient gegenüber den Auswirkungen der Krankheit. Forscher untersuchen die Gehirne dieser Alzheimer-Betroffenen ohne kognitive Einschränkungen, um die Mechanismen zu verstehen, die sie vor den schädlichen Auswirkungen der Krankheit schützen.
Vier Auffälligkeiten bei symptomlosen Alzheimer-Betroffenen
Eine Studie des Netherlands Institute for Neuroscience untersuchte die Gehirne von zwölf resilienten Menschen und stieß auf vier Besonderheiten:
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- Astrozyten produzieren mehr Antioxidantien: Astrozyten sind sternförmige Zellen, die im Gehirn wichtige Aufgaben übernehmen und die Nervenzellen mit Nährstoffen versorgen. In der resilienten Gruppe produzierten diese Zellen mehr des Antioxidants Metallothionein, das schädliche freie Radikale unschädlich machen kann.
- Weniger toxische Mikroglia-Zellen: Mikroglia-Zellen sind die Immunzellen des Gehirns, die unter bestimmten Umständen Entzündungsprozesse verschlimmern können. Bei der resilienten Gruppe war dies nicht der Fall.
- Keine Überreaktion der Unfolded Protein Response (UPR): UPR ist ein Schutzmechanismus der Zelle, der toxische (fehlgefaltete) Proteine entfernen kann. Bei Alzheimer-Patienten kann dieser Mechanismus überreagieren und schädlich sein. Bei der resilienten Gruppe funktioniert er normal.
- Mehr Mitochondrien in den Zellen: Die Forscher fanden Hinweise darauf, dass die Gehirnzellen der resilienten Personen möglicherweise auch mehr Mitochondrien aufweisen. Mitochondrien sind die Kraftwerke der Zelle und produzieren die Energie für die zellulären Prozesse.
Mögliche Ansätze zur Behandlung von Alzheimer
Die Ergebnisse dieser Studie könnten wichtige Ansätze zur Behandlung von Alzheimer bieten. Wenn die molekulare Grundlage für Resilienz gefunden wird, könnten neue Medikamente entwickelt werden, die resilienzbezogene Prozesse bei Alzheimer-Patienten aktivieren. Die Forscher betonen, dass Bewegung oder kognitive Aktivität eine Rolle dabei spielen, Alzheimer-Symptome hinauszuzögern.
Alzheimer-Risiko senken: Zwölf Tipps für ein gesundes Gehirn
Obwohl das Alter als größter Risikofaktor für Alzheimer gilt, gibt es viele Faktoren, die das Erkrankungsrisiko senken können. Die Alzheimer Forschung Initiative empfiehlt, folgende zwölf Tipps zu beherzigen:
- Bewegung: Regelmäßige körperliche Aktivität ist gut für Herz und Gehirn.
- Geistige Fitness: Neues lernen hält das Gehirn auf Trab.
- Gesunde Ernährung: Mediterrane Ernährung mit viel Obst, Gemüse, Olivenöl und Fisch bevorzugen.
- Soziale Kontakte: Aktivitäten in der Gruppe machen Spaß und fordern die grauen Zellen.
- Übergewicht reduzieren: Auf ein gesundes Gewicht achten.
- Ausreichend Schlaf: Für guten und ausreichenden Schlaf sorgen, damit sich das Gehirn erholen kann.
- Nicht rauchen: Rauchen schadet auch dem Gehirn.
- Kopfverletzungen vermeiden: Im Alltag und beim Sport auf den Kopf aufpassen.
- Bluthochdruck checken: Regelmäßig den Blutdruck kontrollieren lassen.
- Diabetes überprüfen: Den Blutzuckerspiegel im Blick behalten.
- Depressionen behandeln: Bei Antriebslosigkeit oder Niedergeschlagenheit einen Arzt aufsuchen.
- Auf Schwerhörigkeit achten: Hörprobleme ernst nehmen.
Bluttests zur Früherkennung von Alzheimer
Eine Blutuntersuchung soll künftig helfen, Alzheimer frühzeitig zu diagnostizieren. Forschende am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) suchen mit Big-Data-Methoden nach auffälligen Mustern im Blut von Kranken.
Die Suche nach Indizien im Blut
Die Forschenden suchen nach Indizien im Blut, die anzeigen, ob ein Patient Alzheimer hat und in welchem Stadium sich die Krankheit befindet. Sie untersuchen Tausende von einzelnen Zellen, um mögliche gemeinsame Muster zu entdecken. Diese Muster könnten als Grundlage für eine Alzheimer-Diagnose dienen, die auf Blutproben beruht.
Technische Herausforderungen der Systemmedizin
Die Suche nach diesen "kollateralen Folgen" der Erkrankung ist typisch für die Systemmedizin. Dieser Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass sich jede Krankheit auf den ganzen Körper auswirkt und man ihre Spuren im Blut nachweisen kann. Die Systemmedizin bringt jedoch gewaltige technische Herausforderungen mit sich, da es um Unmengen von Daten geht, die nur mithilfe von speziellen Algorithmen und Hochleistungsrechnern überblickt werden können.
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Transkriptome: Individuelle Fingerabdrücke der Zellen
Die Forschenden konzentrieren sich auf bestimmte Immunzellen, nämlich die weißen Blutkörperchen. Sie erstellen für jede Zelle ein individuelles Transkriptom, einen Datensatz, der die Eigenschaften der Zelle präzise abbildet. Mithilfe künstlicher Intelligenz durchforsten sie viele Gigabytes an Daten und suchen nach Mustern, die bei allen Kranken, aber nicht bei gesunden Probanden auftreten.
Indirekte Verbindung zum Gehirn
Im Gegensatz zu Infektionskrankheiten und Leukämie, bei denen es eine direkte Verbindung zu den weißen Blutkörperchen gibt, suchen die Forschenden bei Alzheimer nach einer indirekten Verbindung. Die Prozesse im Gehirn haben keinen direkten Einfluss auf das Blut, und das Immunsystem des Gehirns funktioniert unabhängig vom Immunsystem im restlichen Körper. Alle Spuren im Blut sind also lediglich ein indirektes Abbild der Prozesse im Kopf.
Vorteile der Blutuntersuchung
Trotz der Herausforderungen sind die Forschenden überzeugt, dass die Chancen des Verfahrens weit größer sind als das Risiko zu scheitern. Eine Blutuntersuchung wäre eine gewaltige Vereinfachung gegenüber den komplizierten Verfahren, die derzeit zur Diagnose von Alzheimer eingesetzt werden.
Neue Erkenntnisse über die Ursachen des Zelltods bei Demenz
Tiermodelle lieferten bislang keine befriedigenden Antworten auf die Frage, wie Plaques, Fibrillen und das Absterben von Hirnzellen zusammenhängen. Bart De Strooper vom Leuven Center for Brain and Disease Research in Belgien und sein Team meinen, das Rätsel des massiven Zelltods bei Demenz gelöst zu haben.
Nekroptose als Schlüsselmechanismus
Die Forscher nutzten ein verbessertes Alzheimermausmodell, bei dem sich im Gehirn Beta-Amyloid-Ablagerungen bilden. Sie pflanzten Vorläuferzellen menschlicher Neurone sowohl in diese Amyloid-Mäusehirne als auch in die Denkorgane von Kontrolltieren. Nach sechs Monaten hatten sich nur in den menschlichen Neuronen der Amyloid-Mäusehirne schädliche Tau-Fibrillen gebildet. Die Autoren zufolge deutet das darauf hin, dass die Beta-Amyloide die Tau-Pathologie früh antreiben und dieser Vorgang eine menschliche Besonderheit darstellt.
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MEG3 als Auslöser des Zelltods
De Strooper und sein Team wiesen nach, dass eine Form des programmierten Zelltods, die Nekroptose, dabei eine entscheidende Rolle spielt. Mittels RNA-Sequenzierung gelang es ihnen, das Schlüsselmolekül zu identifizieren: MEG3 (Maternally Expressed 3). Diese RNA war in den menschlichen Neuronen um das Zehnfache erhöht. Das alleinige Vorhandensein von MEG3 reichte aus, um die Nekroptose der humanen Hirnzellen im Reagenzglas auszulösen. Verringerten die Forschenden hingegen die MEG3-Expression, so verhinderte dies das Absterben der Zellen.
Neue Therapieansätze durch MEG3-Blocker
Die Autoren schlussfolgern, dass die Nekroptose der Anhäufung von pathologischem Tau folgt und durch die Hochregulierung von MEG3 ausgelöst wird. De Strooper glaubt, dass die Daten Anlass sind, eine neue Sorte von Alzheimermedikamenten zu entwickeln: MEG3-Blocker.
Die Rolle des Immunsystems und der Blut-Hirn-Schranke
Während man lange glaubte, dass bestimmte Eiweißablagerungen im Gehirn die alleinige Ursache von Alzheimer sind, rücken nun das Immunsystem und die Blut-Hirn-Schranke ins Zentrum wissenschaftlicher Forschung. Die Blut-Hirn-Schranke ist eine Barriere, die das Gehirn vor Schädigungen schützt.
Experten in der Alzheimer-Forschung
- Michael Heneka: Neurologe, der seit 25 Jahren zu neurodegenerativen Erkrankungen und dem Immunsystem forscht. Er ist Direktor des Zentrums für System-Biomedizin an der Universität Luxemburg.
- Claus Pietrzik: Professor für Biochemie und Leiter der Arbeitsgruppe "Molekulare Neurodegeneration“ an der Universitätsmedizin Mainz. Sein Forschungsschwerpunkt sind die molekularen und biochemischen Grundlagen der Neurodegeneration.
- Stephan Schilling: Biochemiker mit Schwerpunkt Wirkstoffforschung. Er leitet die Außenstelle Molekulare Wirkstoffbiochemie und Therapieentwicklung am Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie in Halle.
Demenzfreundlichkeit: Eine Aufgabe für die Gesellschaft
Die Teilnahme von mehr als 250 Personen beim abschließenden Bürgerforum hat gezeigt, wie wichtig das Thema Demenz für die Gesellschaft ist. Die Arbeit des "Runden Tisches" hat dazu geführt, dass sich die anfängliche Skepsis der möglichen Kooperationspartner zu einer positiven Unterstützung aller Teilnehmer gewandelt hat.
Herausforderungen und Lösungsansätze
- Fehlende Betreuungsangebote am Wochenende und in der Nacht: Hier besteht dringender Handlungsbedarf.
- Auflösung ehrenamtlicher Projekte: Es bedarf professioneller Begleitung und Koordination, um die Nachhaltigkeit der Projekte zu gewährleisten.
- Geringer Bekanntheitsgrad von Angeboten: Die Angebote müssen sowohl in der Bevölkerung als auch in den Fachkreisen bekannter gemacht werden.
- Wichtigkeit der Begleitung im Frühstadium der Erkrankung: Menschen im Frühstadium einer Demenzerkrankung benötigen Begleitung, Ansprechpersonen oder eine betreute Selbsthilfegruppe.
- Einsamkeit nach dem Tod eines demenzkranken Partners: Das Miteinander von Menschen mit und ohne Demenz kann Einsamkeit entgegenwirken.
- Enttabuisierung durch konkrete Beispiele und Angebote im Stadtteil: Die Enttabuisierung muss kleinräumig mit konkreten Beispielen und Angeboten im Stadtteil beginnen.
Erfolgsfaktoren für eine demenzfreundliche Kommune
- Öffnung der Institutionen und der Menschen: Nicht nur die angesprochenen Institutionen, sondern auch die Menschen müssen sich öffnen und Mut zusprechen.
- Einbeziehung von Schülern: Die Einbeziehung von Schülern in die Arbeit mit Demenzkranken kann Hemmungen und Stigmatisierung abbauen.
- Unterstützung von Betroffenen und Angehörigen: Es ist wichtig, Betroffene ausfindig zu machen und den Angehörigen zu helfen.
- Berücksichtigung des Frühstadiums der Erkrankung: Menschen im Frühstadium einer Demenzerkrankung können noch lange Zeit ein unabhängiges Leben führen.
Kritik an der Medikamentenentwicklung
Pat McGeer, Forscher der Berliner Charité, hat einen Zusammenhang zwischen der Erkrankung und einer Entzündung im Gehirn festgestellt. Er recherchierte daraufhin, dass Rheuma-Patienten, die entzündungshemmende Mittel wie Ibuprofen einnehmen, so gut wie nie an Alzheimer erkranken. Trotzdem werden diese neuen Erkenntnisse derzeit nicht weiter verfolgt, da Arzneimittel aus alten Wirkstoffen nicht patentiert werden können und für die Pharmaindustrie daher nicht rentabel sind. Stattdessen fördert der US-Pharmahersteller Wyeth an der Charité eine Studie, in der Alzheimer-Patienten ein neuer Impfstoff injiziert wird. Das Mittel soll Ablagerungen und Flecken im Gehirn bekämpfen. Zwei Patienten sind während der Studie an allergischen Schocks gestorben.