Zebrafisch unterstützt Wissenschaft bei Bekämpfung der Alzheimer-Krankheit
Ein Schlüsselerfolg des Projekts INFLAMM-ALZ war die Entwicklung eines Zebrafischmodells zur Untersuchung der Funktion der Mikroglia bei der Alzheimer-Krankheit. „Es ergaben sich wertvolle neue Erkenntnisse über die Bedeutung dieser Zellen“, erklärt die Projektkoordinatorin Petronella Kettunen von der Universität Göteborg in Schweden. „Wir verfügen nun über eine unkomplizierte Methode, um im Verlauf verschiedener Behandlungen das Ausscheiden des toxischen Proteins Aβ aus den Mikroglia zu quantifizieren.“ Die mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen realisierten Projektergebnisse werden nun in klinischen Projekten unter Einsatz von menschlichem Gewebe und Patientendaten angewandt. „Wir untersuchen das Potenzial von Proteinen, die als pharmazeutische Targets für die zukünftige Wirkstoffentwicklung gegen die Alzheimer-Krankheit von Interesse sind“, erläutert Kettunen. „Gelingt dieser Ansatz, so könnte er für Millionen Menschen, die in Zukunft an der Alzheimer-Krankheit erkranken werden, wirklich etwas bewirken.“
Kritisches Gesundheitsproblem steht bevor
Die Alzheimer-Krankheit beeinträchtigt die Fähigkeit des Gehirns, normal zu funktionieren. Speziell betroffen ist das Kurzzeitgedächtnis. Die Patientinnen und Patienten neigen dazu, wichtige Termine und ihren vorher verfügbaren Wortschatz zu vergessen. Oder bislang vertraute Situationen werden nicht wiedererkannt. Die Lebenserwartung der Menschen nach der Diagnose liegt im Allgemeinen bei drei bis elf Jahren. Rund 44 Millionen Menschen weltweit sind von der Alzheimer-Krankheit oder ähnlichen Störungen betroffen. Sie alle beeinträchtigen die Kognition. Viele Familienmitglieder, die als Betreuungspersonen fungieren, können ihrerseits von Isolation und seelischer Belastung betroffen sein. Mehr über diese Krankheit zu erfahren, ist vor allem angesichts unserer alternden Bevölkerung zu einer dringenden Angelegenheit geworden. „Arzneimittel wirken derzeit nur symptomatisch. Sie sollen das Gedächtnis stärken“, berichtet Kettunen. „Es gibt keine Wirkstoffe, welche die Krankheit verhindern, während die diagnostischen Instrumente zur Früherkennung der Krankheit immer besser werden. Ungeachtet der Tatsache, dass die Alzheimer-Krankheit seit langem erforscht wird, verstehen wir immer noch nicht ganz, wie sich die Krankheit entwickelt.“
Wirkstoffe zielgerichtet entwickeln
Das Projekt INFLAMM-ALZ strebt an, diese Wissenslücke zu schließen, indem es sich auf die Funktion der Mikroglia im Gehirn konzentrierte. Während davon auszugehen ist, dass der Prozess des Abbaus toxischer Proteine einen Schutz vor der Alzheimer-Krankheit darstellt, könnten Anomalien dazu führen, dass sich die Mikroglia zu sehr ins Zeug legen und Entzündungen auslösen, die gesunde Neuronen abbauen. Um diesen Mechanismus besser zu verstehen, baute das Projekt INFLAMM-ALZ auf früheren Erkenntnissen auf und konzentrierte sich auf Mikroglia von Zebrafischen. „Im Zebrafisch konnten wir die Mikroglia in Echtzeit verfolgen“, wie Kettunen erklärt. „Und dann setzten wir die Fische pharmazeutischen Wirkstoffen aus. Parallel dazu untersuchten wir das Verhalten und die Kognition bei Zebrafischen und maßen die neurotoxischen Wirkungen von Aβ.“ Das Projekt hat insbesondere Licht in die lysosomale Funktion in Mikrogliazellen gebracht. Lysosomen haben entscheidende Bedeutung für den Abbau toxischer Proteine. Es wird vermutet, dass die Alzheimer-Krankheit durch lysosomale Funktionsstörungen verursacht werden könnte. „Wir sind sehr gespannt und möchten ein mögliches Teil des Puzzles finden, das die Pathologie der Alzheimer-Krankheit erklären könnte“, bekräftigt Kettunen. Das Projekt fand außerdem Beweise dafür, dass beim Zebrafisch das glymphatische System an der Ausscheidung des toxischen Proteins Aβ beteiligt sein könnte. Dieses System umfasst wichtige Gefäße im Gehirn, die toxische Verbindungen, auch Aβ, aus dem Gehirn entfernen. „Hier bieten sich potenzielle neue Forschungen zu den Ausscheidungsmechanismen und zur Identifizierung von Genen an, die diesen Prozess beeinflussen“, zeigt sich Kettunen überzeugt. „Außerdem werden diese Ergebnisse direkte Auswirkungen auf die zukünftige Wirkstoffentdeckung haben und wir sind natürlich dringend daran interessiert, diese Sache weiter zu untersuchen.“
Schlüsselbegriffe
INFLAMM-ALZ, Gehirn, Alzheimer-Krankheit, immunologisch, Zellen, Krankheit, Neuronen, Mikroglia
