Neue Erkenntnisse zu Alterungsprozessen im Gehirn

In der europäischen Bevölkerung steigt der Anteil älterer Menschen. Mehr als die Hälfte aller Senioren über 85 Jahren leidet an neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer-Demenz (AD), die mit einem Verlust der Gedächtnisleistung einhergehen.

Gesundheit

Bislang mangelt es jedoch an effektiven Therapien gegen Gedächtnisverlust, da die Alterungsprozesse im Gehirn noch nicht gänzlich geklärt sind. Diesem Problem widmete sich das EU-finanzierte Projekt "Systems biology of pathways involving brain ageing" (AGEDBRAINSYSBIO nun in einem systembiologischen Ansatz. Die Forscher entwickeln geeignete Modelle für spät einsetzende Alzheimer-Demenz (late-onset Alzheimer's disease, LOAD), um gesunde und pathologische Altersphänotypen zu identifizieren. Die einzelnen Datensätze werden derzeit zusammengeführt und die Daten der letzten genomweiten Assoziationsstudien (GWAs) zu LOAD ausgewertet. In Tests mit 17.008 LOAD-Patienten und 37.154 Kontrollen wurden 20 Suszeptibilitätsloci für AD identifiziert. Zudem wurden wichtige Signalwege für axonales Wachstum und synaptische Plastizität entdeckt, die sich als therapeutische Ziele für eine LOAD-Therapie eignen, und es wurde ein quantitatives Modell für einen solchen Signalweg (Glutamatsignalweg) entwickelt. Mittels direkter stochastischer optischer Rekonstruktionsmikroskopie und PLA (Proximitäts-Ligations-Assay) lokalisieren die Forscher interessierende Proteine in LOAD-Genen. Zudem wurden mit innovativen evolutionsbiologischen Methoden Gene identifiziert, die mit neurodegenerativen menschlichen Erkrankungen und Alterungsprozessen bei Primaten und Menschen assoziiert werden. Gesucht wurde nach Genen mit funktionellen Unterschieden, die auf Substitutionen bestimmter Nukleotide oder unvollständigen Duplikationen/Deletionen beruhen, sowie neueren Anpassungen in genomischen Daten, etwa bei GRIK1 (ionotroper Glutamatrezeptor, Kainat 1) auf Chromosom 21. An einem Hefe-II-Hybrid-System identifizierten die Forscher auch neue Synapsen-bezogene Interaktoren bei Drosophila und Mensch. Die Projektpartner analysierten umfassend menschliche iPS-derivierte Neuronen (induzierte pluripotente Stammzellen). Derzeit werden Neuronen von Patienten mit seltenen LOAD-Mutationen charakterisiert, um mittels komparativer Transkriptomik deregulierte Signalwege zu enthüllen. Ein wichtiges Projektergebnis ist die Gewinnung von Mausstammzellen, um Gene zu finden, die an Synapsenfunktion, Alterung und LOAD beteiligt sind. Die aus diesen Zellen derivierten Neuronen werden gerade analysiert. Die Aktivitäten von AGEDBRAINSYSBIO werden wirksame therapeutische Strategien für LOAD und ähnliche Krankheiten aufzeigen, die Lebensqualität der Patienten verbessern und Behandlungskosten reduzieren. So wird nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit der vier am Konsortium beteiligten europäischen KMU, sondern auch die Wirtschaft insgesamt gestärkt.

Schlüsselbegriffe

Alter, Gehirn, Alzheimer-Demenz, Hirnalterung, Systembiologie

SYSTEMS BIOLOGY OF PATHWAYS INVOLVING BRAIN AGEING

Neue Erkenntnisse zu Alterungsprozessen im Gehirn

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