Einführung
Die Alzheimer-Krankheit stellt eine wachsende Herausforderung für alternde Gesellschaften dar. Die Forschung zu den Ursachen, der Diagnose und der Behandlung dieser Krankheit ist daher von entscheidender Bedeutung. Dieser Artikel beleuchtet die Arbeit von Matthias Schmidt und anderen Forschern im Bereich der Alzheimer-Forschung, insbesondere im Hinblick auf die Entwicklung neuer Diagnosemethoden und das Verständnis der molekularen Grundlagen der Erkrankung.
Die Bedrohung durch Alzheimer
Die Alzheimer-Krankheit ist eine altersassoziierte Krankheit, was bedeutet, dass das Risiko mit zunehmendem Alter steigt. Molekularbiologe Konrad Beyreuther schätzt, dass die Zahl der an Alzheimer oder anderen Formen der Demenz Erkrankten bis zum Jahr 2050 auf bis zu drei Millionen steigen könnte. Matthias Hanselmann bezeichnet Alzheimer als "Geißel und Bedrohung einer alternden Gesellschaft" und betont, dass Deutschland darauf unzureichend vorbereitet sei.
Renate Schmidt, Schirmherrin der Deutschen Alzheimer Gesellschaft, mahnt jedoch zur Vorsicht vor Panikszenarien. Sie weist darauf hin, dass die aktuelle Zahl der Demenzkranken in Deutschland bei etwa einer Million liegt, von denen rund 700.000 bis 800.000 an Alzheimer erkrankt sind. Sie äußert die Hoffnung, dass die medizinische Forschung Mittel finden wird, um die Krankheit aufzuhalten, zu verzögern oder sogar zu heilen.
Forschungsschwerpunkte in Deutschland
Deutschland ist sehr aktiv bei der Ursachenforschung der Alzheimer-Krankheit. Es mangelt jedoch an der Umsetzung der Grundlagenforschung in Therapie und Diagnose. Mediziner sollten mehr Forschung betreiben und weniger Versorgung, so Beyreuther. Dies liegt an Restriktionen bei der Einsetzung von Forschungsmitteln, die hauptsächlich für die medizinische Versorgung freigegeben werden. Beyreuther kritisiert, dass zu wenig Mittel für die Grundlagenforschung zur Verfügung gestellt werden. Er fordert, dass der Schwerpunkt auf die Alterungsforschung gelegt wird, da eine alternde Gesellschaft Wissen darüber benötigt, was Altern ist.
Finanzierung der Forschung
Im Vergleich zu anderen Ländern investiert Deutschland relativ wenig in die Alzheimer-Forschung. Laut Beyreuther gibt Amerika 1,66 Euro pro Einwohner für die Alzheimer-Forschung aus, während es in Deutschland nur sechs Cent pro Kopf sind. Er betont, dass Deutschland nur etwa ein Zwanzigstel dessen ausgibt, was es ausgeben sollte.
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Therapieansätze und aktuelle Studien
Es gibt Hoffnung auf neue Therapieansätze für die Alzheimer-Krankheit. Laut Beyreuther wird es Mittel gegen Alzheimer geben, jedoch werden diese wahrscheinlich nur Patienten in den frühesten Stadien der Krankheit helfen können. Er erklärt, dass bei einem heute diagnostizierten Patienten bereits 70 bis 90 Prozent der Nervenzellen untergegangen sind.
Eine Studie aus den USA hat gezeigt, dass etwa zwei Gramm Fischöl (Omega-3-Fettsäuren) die sehr leichte Form der Alzheimer-Krankheit aufhalten können. Auch Bewegung kann positive Auswirkungen haben. Es gibt insgesamt 28 Medikamente in klinischen Untersuchungen, aber es müssen noch Nebenwirkungen und Dosierungen festgestellt werden. Beyreuther ist optimistisch, dass es in etwa zehn Jahren Medikamente geben wird, die Patienten in der frühen Phase helfen können. Voraussetzung dafür ist jedoch eine frühe Diagnose.
Die Stammzellenforschung liegt noch in weiter Ferne (etwa 50 Jahre). Ziel ist es, Nervenzellen wieder ins Gehirn einzubringen, die die untergegangenen Nervenzellen und ihre Verbindungen ersetzen sollen.
Das "Kompetenznetz Demenzen"
Das "Kompetenznetz Demenzen" der Bundesregierung ist ein rein klinisches Programm, das anfänglich die Grundlagenwissenschaften ausschloss, was laut Beyreuther ein Fehler war. Das Kompetenznetzwerk wird nun neu aufgestellt, wobei die Grundlagenwissenschaftler zusammen mit Medizinern die Erkenntnisse aus der Grundlagenwissenschaft in Medikamente übersetzen sollen.
Die Arbeit von Matthias Schmidt
PD Dr. Matthias Schmidt von der Universitätsmedizin Göttingen forscht an der Entwicklung eines Bluttests für die Alzheimer-Diagnose. Bisher wird zur Diagnose die Rückenmarksflüssigkeit entnommen und untersucht. Ein Bluttest wäre deutlich weniger invasiv und aufwändig und könnte eine zuverlässigere Diagnose ermöglichen.
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Schmidt untersucht eine Patientenkohorte mit über 200 Alzheimer-Patienten und einer Kontrollgruppe. Er analysiert sowohl bekannte als auch neu entdeckte Biomarker im Blut der Studiengruppe mit einer neuartigen Methode, die auf der Einzelmolekül-Array-Technologie (Simoa) basiert. Ziel ist es, einen hochsensitiven Bluttest zu entwickeln, der eine frühere Diagnostik ermöglicht und Aufschluss über den Ursprung der Alzheimer-Krankheit geben kann.
Schmidt und sein Team konnten drei vielversprechende Protein-Marker identifizieren: UCH-L1, p-Tau217 und neuronales nicht-phosphoryliertes Tau-Protein. Diese Marker unterscheiden sich zwischen Menschen mit Alzheimer-Demenz und solchen ohne Erkrankung und könnten in Zukunft als mögliche Marker im Blut für die Alzheimer-Diagnostik dienen. Das Team konnte auch Grenzwerte für diese Marker bestimmen, die die Grundlage für die Entwicklung von einfachen Bluttests bilden, mit denen Alzheimer künftig ohne Lumbalpunktion diagnostiziert werden kann.
Weitere Forschungsergebnisse
Wissenschaftler der Universität Ulm haben die molekulare Architektur von Beta-Amyloid-Fibrillen aufgedeckt. Diese fadenförmigen Eiweiß-Ablagerungen im Gehirn sind ein charakteristisches Merkmal der Alzheimer-Krankheit. Die Forscher haben erstmals auf atomarer Ebene die Molekülstruktur von Aß(1-42)-Fibrillen identifiziert, einer besonders schädlichen Variante des Beta-Amyloids.
Zum Einsatz kam dabei die Kryo-Elektronenmikroskopie, die es ermöglicht, die tiefgekühlten bioaktiven Moleküle in ihrem natürlichen Umfeld zu untersuchen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass das Rückgrat der Fibrille aus einer Art Peptidreißverschluss besteht, bei dem jeweils zwei Amyloid-Peptide in Form eines S-förmigen Dimers ineinander greifen. Die gewonnenen Strukturinformationen sollen dabei helfen, die Fibrillenbildung zu erklären und neue Therapieansätze zu entwickeln.
Die Rolle des zellulären Prion-Proteins (PrPC)
Dr. Mathias Schmitz untersuchte in einem von der AFI geförderten Projekt die Rolle des zellulären Prion-Proteins (PrPC) bei der Alzheimer-Krankheit. PrPC spielt sowohl bei der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit als auch bei der Alzheimer-Krankheit eine Rolle, die aber offensichtlich widersprüchlich ist.
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Die Experimente haben gezeigt, dass PrPC die Spaltung des Amyloid-Vorläufer-Proteins (APP) und damit die Menge an giftigem Amyloid-Beta 40 deutlich reduziert. Dies deutete zunächst auf eine protektive Funktion von PrPC hin. Die Verhaltensanalyse ergab jedoch, dass PrPC die Toxizität von Amyloid fördert und den Krankheitsverlauf in negativer Weise beeinflusst.
Schlafverhalten und Anästhesie
Ein weiterer Forschungsbereich beschäftigt sich mit dem Zusammenhang zwischen Schlafverhalten und Anästhesie. Wissenschaftler untersuchen, ob der Verlust des Bewusstseins während der Anästhesie kortikal (Top-down) oder subkortikal (Bottom-up) initiiert wird. Sie erforschen auch, welche Faktoren ein postoperatives Delir (POD) oder länger anhaltende kognitive Beeinträchtigungen (POCD) nach einer Operation mit Allgemeinanästhesie auslösen können. Im Fokus steht dabei das individuelle Schlafverhalten und dessen Beeinträchtigung durch Angst und/oder Stress vor einer Anästhesie sowie physiologische Einflüsse, die vermutlich über das glymphatische System des Gehirns zu kognitiven Schwächen führen können.
Biotechnologische Nutzung von Amyloidstrukturen
Neben der Erforschung der schädlichen Auswirkungen von Amyloidfibrillen gibt es auch Bestrebungen, Amyloidstrukturen aufgrund ihrer einzigartigen strukturellen und chemischen Eigenschaften biotechnologisch nutzbar zu machen. Ein Projekt zielte darauf ab, am Beispiel von katalytischen Fibrillen die Auswirkung von Umgebungsfaktoren auf ihre Struktur und katalytische Effizienz aufzuklären.