Erkrankungen der kleinen Blutgefäße im Gehirn sind eine bedeutende Ursache für Schlaganfälle und Demenz. Diese sogenannten zerebralen Mikroangiopathien beeinträchtigen die Durchblutung und Funktion des Gehirns. Die therapeutischen Möglichkeiten sind derzeit begrenzt, was vor allem auf ein unzureichendes Verständnis der Entstehung dieser Erkrankungen zurückzuführen ist. Professor Martin Dichgans, Direktor des Instituts für Schlaganfall- und Demenzforschung am Klinikum der Universität München, koordinierte das europäische Forschungsnetzwerk „MESCOG“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des ERA-Net NEURON gefördert wurde. Ziel dieser Initiative war es, die Entstehung und Auswirkung von Kleinstgefäßerkrankungen besser zu verstehen.
Zerebrale Mikroangiopathien: Eine unterschätzte Gefahr
Zerebrale Mikroangiopathien, Erkrankungen der kleinsten Blutgefäße im Gehirn, können zu einer Vielzahl von neurologischen Problemen führen. Eine gestörte Durchblutung in diesen Gefäßen kann Schlaganfälle verursachen und ist zudem für einen erheblichen Teil der durchblutungsbedingten Demenzfälle verantwortlich. Die Forschung in diesem Bereich ist daher von großer Bedeutung, um neue Therapieansätze zu entwickeln.
Die MESCOG-Studie: Ein Paradigmenwechsel im Verständnis von Hirnveränderungen
Im Rahmen der MESCOG-Studie wurden über 1.000 Menschen über einen Zeitraum von mehr als sechs Jahren beobachtet. Die Teilnehmer umfassten Patienten mit einer seltenen, angeborenen Form der Kleinstgefäßerkrankung, Patienten mit der häufigen, spontanen Form sowie gesunde Kontrollpersonen. Die kognitive Leistungsfähigkeit der Teilnehmer wurde ebenso untersucht wie mögliche Veränderungen im Gehirn, die mittels Magnetresonanztomographie (MRT) und innovativen mathematischen Auswertungsstrategien analysiert wurden.
Ein zentrales Ergebnis der Studie war die Erkenntnis, dass Lakunen und Hyperintensitäten, zwei typische Veränderungen im Gehirn von Menschen mit Kleinstgefäßerkrankungen, nicht durch unterschiedliche Mechanismen entstehen, wie bisher angenommen. Lakunen sind kleine Löcher im Gehirn, bei denen Hirngewebe vollständig verloren gegangen ist. Hyperintensitäten hingegen sind Bereiche, in denen kein Hirngewebe verloren geht, sich aber seine Zusammensetzung verändert.
Dichgans und sein Team konnten zeigen, dass Lakunen und Hyperintensitäten am gleichen Ort im Gehirn entstehen, nämlich in den tiefer gelegenen Hirnregionen. Von dort breiten sich beide Veränderungen allmählich Richtung der oberflächlich gelegenen Hirnrinde (Kortex) aus. Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass die Entstehung von Lakunen und Hyperintensitäten eng miteinander verbunden ist und nicht auf unterschiedlichen Schädigungsmechanismen beruht.
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Die Rolle der Nervenfaserbündel bei der Hirnatrophie
Ein weiteres wichtiges Ergebnis der MESCOG-Studie betrifft das Verständnis der Gehirnatrophie, also des Verlusts von Hirnvolumen, der durch Kleinstgefäßerkrankungen ausgelöst wird. Insbesondere für Volumenverluste in der Hirnrinde war bisher unklar, wie diese entstehen, da die meisten Veränderungen durch Mikroangiopathien in den tieferen Hirnregionen lokalisiert sind.
Die Forscher konnten zeigen, dass die durch Mikroangiopathien verursachten Veränderungen in den tiefen Hirnstrukturen indirekt zu einer Veränderung der Hirnrinde führen. Dieser Effekt wird durch die Nervenfaserbündel des Gehirns vermittelt, die als Verbindungswege zwischen verschiedenen Hirnregionen dienen. Durch die MRT-Untersuchungen, kombiniert mit einer präzisen Messung der Hirnrinde, war es möglich, das Zusammenspiel zwischen Hirnrinde, Nervenfaserbündeln und tiefen Hirnstrukturen zu verstehen.
Bildgebungsmarker für Kleinstgefäßerkrankungen und kognitive Leistungsfähigkeit
Durch die Auswertung der Studiendaten konnte das Forschungsteam eine Reihe von Bildgebungsmarkern für Kleinstgefäßerkrankungen im Gehirn und für die kognitive Leistungsfähigkeit entwickeln. Diese Marker können in Zukunft dazu beitragen, die Diagnose und Verlaufskontrolle von Kleinstgefäßerkrankungen zu verbessern.
ERA-Net NEURON: Förderung der neurowissenschaftlichen Forschung
Das ERA-Net NEURON („ERA“ steht für „European Research Area“, „NEURON“ für „Network of European Funding for Neuroscience Research“) ist eine von der EU geförderte Initiative, die darauf abzielt, die Zusammenarbeit in der neurowissenschaftlichen Forschung zu stärken. Ziel ist es, die Förderprogramme und -aktivitäten von verschiedenen Förderorganisationen aus europäischen Ländern, Israel und Kanada zu verbinden, um Synergien zu schaffen und das Verständnis neurologischer und psychiatrischer Erkrankungen zu beschleunigen. Das BMBF beteiligt sich seit 2008 an der ERA-Net-Initiative mit jährlichen Ausschreibungen.
Horizont 2020: Europäische Forschung zur Prävention von Schlaganfällen und Demenz
Die Ergebnisse des MESCOG-Forschungsnetzwerks dienten Professor Dichgans und seinen Kollegen als Grundlage für die Einwerbung eines weiteren europäischen Forschungsprojekts im Rahmen des Horizont 2020-Programms der Europäischen Union. In diesem großangelegten Projekt erforschen Wissenschaftler an zwölf Institutionen in sieben Ländern gemeinsam die Prävention von Schlaganfällen und Demenz. Das Konsortium wird mit rund sechs Millionen Euro gefördert und von Professor Dichgans koordiniert.
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