Die Studie mit Mäusen impliziert eine Schädigung des Gehirngefäßes bei Alzheimer
Wie in veröffentlicht NaturkommunikationDie Forscher verwendeten ein Mäusemodell, um zu zeigen, dass Blutgefäßzellen, sogenannte Perizyten, ein neues Ziel für die Behandlung und Diagnose der Alzheimer-Krankheit sein können.
"Diese Studie hilft zu zeigen, wie das Gefäßsystem des Gehirns zur Entwicklung der Alzheimer-Krankheit beitragen kann", sagte Studienleiter Berislav V. Zlokovic, M.D. Ph.D.
Die Alzheimer-Krankheit ist die häufigste Ursache für Demenz. Es ist eine altersbedingte Krankheit, die das Gedächtnis, das Denken und die Fähigkeit einer Person, alltägliche Aufgaben auszuführen, allmählich untergräbt.
Gehirne von Alzheimer-Patienten weisen typischerweise ungewöhnlich hohe Plaquespiegel auf, die aus Ansammlungen von Beta-Amyloid-Protein neben Gehirnzellen bestehen.
Das Protein klumpt zusammen, um neurofibrilläre Verwicklungen innerhalb von Neuronen und einen ausgedehnten Neuronenverlust zu bilden.
Gefäßdemenzen, die zweithäufigste Ursache für Demenz, sind eine Reihe von Hirnstörungen, die durch eine Reihe von Blutgefäßproblemen verursacht werden.
Gehirne von Alzheimer-Patienten weisen häufig Anzeichen einer Gefäßerkrankung auf, einschließlich eines ischämischen Schlaganfalls, kleiner Blutungen und einer diffusen Erkrankung der weißen Substanz sowie eines Aufbaus von Beta-Amyloid-Protein in den Gefäßwänden.
Darüber hinaus haben frühere Studien gezeigt, dass ein genetischer Risikofaktor für die Alzheimer-Krankheit mit der Gesundheit und Integrität der Blutgefäße im Gehirn zusammenhängt.
"Diese Studie könnte ein besseres Verständnis der Überschneidung zwischen Alzheimer-Krankheit und vaskulärer Demenz liefern", sagte Roderick Corriveau, Ph.D.
Eine Hypothese über die Alzheimer-Krankheit besagt, dass ein Anstieg des Beta-Amyloids zu einer Schädigung der Nervenzellen im Gehirn führt.
Dies wird durch genetische Studien gestützt, die familiäre Formen der Krankheit mit Mutationen im Amyloid-Vorläuferprotein (APP) verknüpfen, dem größeren Protein, von dem plaquebildende Beta-Amyloid-Moleküle abgeleitet sind.
Frühere Studien an Mäusen zeigten jedoch, dass erhöhte Beta-Amyloid-Spiegel einige der mit Alzheimer verbundenen Probleme reproduzieren.
Die Tiere haben Gedächtnisprobleme, Beta-Amyloid-Plaques im Gehirn und Gefäßschäden, aber keine der neurofibrillären Verwicklungen und Neuronenverluste, die für die Krankheit kennzeichnend sind.
In der aktuellen Studie zeigen die Forscher, dass Perizyten ein Schlüssel dafür sein können, ob ein erhöhtes Beta-Amyloid zu Verwicklungen und Neuronenverlust führt.
Perizyten sind Zellen, die die Außenseite von Blutgefäßen umgeben. Viele befinden sich in einer Art Gehirn-Sanitärsystem, das als Blut-Hirn-Schranke bezeichnet wird.
Das Blut-Hirn-Schranken-Netzwerk optimiert die Bewegung von Zellen und Molekülen zwischen dem Blut und der interstitiellen Flüssigkeit, die die Nervenzellen des Gehirns umgibt.
Perizyten arbeiten mit anderen Blut-Hirn-Schrankenzellen zusammen, um Nährstoffe und Abfallmoleküle zwischen dem Blut und der interstitiellen Hirnflüssigkeit zu transportieren.
Um zu untersuchen, wie Perizyten die Alzheimer-Krankheit beeinflussen, kreuzen Zlokovic und seine Kollegen Mäuse, die gentechnisch so verändert wurden, dass sie eine Form von APP haben, die mit familiärer Alzheimer-Krankheit in Verbindung steht, mit solchen, die einen verringerten PDGFR-beta-Spiegel aufweisen, ein Protein, von dem bekannt ist, dass es das Wachstum und Überleben von Perizyten kontrolliert.
Frühere Studien zeigten, dass PDGFR-beta-Mutantenmäuse weniger Perizyten als normal aufweisen, den Blutfluss im Gehirn verringern und die Blut-Hirn-Schranke schädigen.
"Perizyten verhalten sich wie die Torhüter der Blut-Hirn-Schranke", sagte Zlokovic.
Sowohl die APP- als auch die PDGFR-beta-Mutantenmäuse hatten Probleme mit Lernen und Gedächtnis.
Die Kreuzung der Mäuse verstärkte diese Probleme leicht. Die Mäuse hatten auch eine erhöhte Ablagerung von Beta-Amyloid-Plaque in der Nähe von Gehirnzellen und entlang von Gehirnblutgefäßen.
Überraschenderweise hatten die Gehirne der Kreuzungsmäuse den neuronalen Zelltod und ausgedehnte neurofibrilläre Verwicklungen im Hippocampus und in der Großhirnrinde verstärkt, Regionen, die typischerweise während der Alzheimer-Krankheit betroffen sind.
"Unsere Ergebnisse legen nahe, dass eine Schädigung des Gefäßsystems ein entscheidender Schritt bei der Entwicklung einer vollständigen Pathologie der Alzheimer-Krankheit sein kann", sagte Zlokovic.
Er und seine Kollegen kamen zu dem Schluss, dass ihre Ergebnisse eine Zwei-Treffer-Gefäßhypothese von Alzheimer stützen.
Die Hypothese besagt, dass die toxischen Wirkungen einer erhöhten Beta-Amyloid-Ablagerung auf Perizyten in gealterten Blutgefäßen zu einem Abbau der Blut-Hirn-Schranke und einer verminderten Fähigkeit führen, Amyloid aus dem Gehirn zu entfernen.
Die fortschreitende Anreicherung von Beta-Amyloid im Gehirn und der Tod von Perizyten können wiederum zu einer schädlichen Rückkopplungsschleife werden, die Demenz verursacht.
Wenn dies zutrifft, können Perizyten und andere Blut-Hirn-Schrankenzellen neue therapeutische Ziele für die Behandlung der Alzheimer-Krankheit sein.
Quelle: NIH / Nationales Institut für neurologische Störungen und Schlaganfall
