Medizin am Abend Berlin Fazit: Neue Erkenntnisse über Funktion der Blut-Hirn-Schranke bei der Entstehung der Alzheimer Krankheit
Toxische Aβ-Peptide im Gehirn verringern kognitive Leistungskraft
Wissenschaftler des Instituts für Pathobiochemie der Universitätsmedizin
Mainz haben neue Erkenntnisse über die Funktion der Blut-Hirn-Schranke
bei der Entstehung der Alzheimer Krankheit gewonnen: Wenn die im Gehirn
gebildeten Aβ-Peptide in Ermangelung eines geeigneten gerichteten
Transports nicht aus dem Gehirn in die Blutbahn gelangen, dann
aggregieren diese im Gehirn, werden toxisch und beeinträchtigen so die
Lern- und Erinnerungsfähigkeit des Gehirns. Die Forschungsergebnisse
wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Journal of Clinical
Investigations“ veröffentlicht.
Die häufigste altersabhängige neurodegenerative Erkrankung ist die
Alzheimer-Krankheit.
Dabei sterben langsam fortschreitend Nervenzellen
im Gehirn ab.
Ablagerungen des Amyloid-Beta-Proteins im Gehirn können markiert und mit einem Fluoreszenzmikroskop sichtbar gemacht werden.
Etwa 70 Prozent aller weltweit 46 Millionen und
deutschlandweit 1,6 Millionen Demenzerkrankungen werden durch die
Alzheimer-Krankheit hervorgerufen.
Die Mehrzahl der Demenzkranken sind
60 Jahre und älter. Da weltweit immer mehr alte Menschen leben, wird die
Zahl der Erkrankungen weiter steigen.
Die Betroffenen leiden zunehmend
unter kognitiven Einschränkungen, die über den altersgemäßen Abbau der
mentalen Fähigkeiten hinausgehen. Bislang gibt es für diese
fortschreitende Hirnerkrankung weder eine Heilung, noch ist die
Entstehung der Erkrankung vollständig verstanden. Wissenschaftler des
Instituts für Pathobiochemie der Universitätsmedizin Mainz haben nun
neue Erkenntnisse über
die molekulare und biochemische Funktion der
Blut-Hirn-Schranke bei der Entstehung der Alzheimer Krankheit gewonnen:
- Wenn die im Gehirn gebildeten Aβ-Peptide in Ermangelung eines geeigneten
gerichteten Transports nicht aus dem Gehirn in die Blutbahn gelangen,
dann aggregieren diese im Gehirn, werden toxisch und beeinträchtigen so
die Lern- und Erinnerungsfähigkeit des Gehirns.
Die Forschungsergebnisse
wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Journal of
Clinical Investigations“ veröffentlicht.
Für die Alzheimer-Krankheit sind bisher nur symptomatische
Therapieansätze verfügbar.
Sie können das Fortschreiten der Erkrankung
geringfügig verzögern, aber nicht den degenerativen Verlauf der
Erkrankung beeinflussen.
Die Forschung am Institut für Pathobiochemie
der Universitätsmedizin Mainz soll dazu beitragen, neue Strategien zur
Früherkennung und Prävention der Alzheimer Erkrankung zu entwickeln. Ihr
Ansatzpunkt ist die sogenannte „
Amyloidhypothese".
- Grundlage dessen ist
die Erkenntnis, dass lösliche Eiweißfragmente, sogenannte Aβ-Peptide,
im Gehirn eine wichtige Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten
der Alzheimer Krankheit spielen.
Die Alzheimer-Krankheit zeichnet sich histopathologisch durch die
Ablagerung von Amyloidpeptiden (Aβ) in unlöslichen Aggregaten (Plaques)
im Hirngewebe der Patienten aus.
Aβ-Peptide werden durch Spaltung eines
zelleigenen Proteins, des Amyloid-Vorläuferproteins (APP), gebildet.
Hierbei werden durch Enzyme Peptide unterschiedlicher Länge erzeugt.
- Laut der Amyloidhypothese ist eine Anhäufung der längeren Aβ42-Peptide
im Gehirn ursächlich für den bei der Alzheimer Erkrankung beobachteten
Verlust von Nervenzellen.
Bei der Frage, ob, in welcher Menge, wie und warum sich die längeren
Peptide im Gehirn ansammeln, rückt die Blut-Hirn-Schranke in den
wissenschaftlichen Fokus.
Die Blut-Hirn-Schranke ist eine physiologische
Barriere zwischen dem Blutkreislauf und dem Zentralnervensystem.
Sie
hat eine wesentliche Funktion bei der Aufrechterhaltung der Homöostase
im Gehirn.
- Insbesondere dient sie dem Schutz des Gehirns, indem sie als
natürliche Barriere den freien Übertritt von Substanzen in das Gehirn
bzw. aus dem Gehirn in die Peripherie reguliert und das unkontrollierte
Eindringen potentiell schädlicher Stoffe verhindert.
Aβ-Peptide können über die Blut-Hirn-Schranke entsorgt werden, diese
Entsorgung nimmt aber mit fortschreitendem Alter ab.
Wissenschaftler der
Arbeitsgruppe „Molekulare Neurodegeneration" am Institut für
Pathobiochemie der Universitätsmedizin Mainz haben sich unter der
Leitung von Univ.-Prof. Dr. Claus Pietrzik in einem aktuellen
Forschungsprojekt der Frage gewidmet, was passiert, wenn der Abtransport
aus dem Gehirn in die Blutbahn gestört ist.
Dazu entwickelten sie ein
neues Tiermodell, das über eine spezifische Inaktivierung eines
Transporters (LRP1) in den Endothelzellen der Blut-Hirn-Schranke
verfügt.
Mit Hilfe dieses Modellsystems, bei dem die im Gehirn
gebildeten Aβ-Peptide nicht mehr im ausreichenden Maße in die Blutbahn
gelangen, konnten die Forscher beobachten, dass sich der Anteil von
löslichen – und damit giftigen – Aβ-Peptiden im Gehirn erhöhte.
Zudem
stellten sie fest, dass sich die Zunahme an toxischen Aβ-Peptiden im
Gehirn negativ auf die kognitiven Leistungen wie beispielsweise die
Lern- und Erinnerungsfähigkeit des Tiermodells auswirkte.
Diese Ergebnisse wurden von Steffen Storck aus dem Labor von Professor
Pietrzik in einer Veröffentlichung des „Journal of Clinical
Investigantions“ vorgestellt. Sie geben wichtige Hinweise auf die
Bedeutung der Blut-Hirn-Schranke in der Pathologie der
Alzheimer-Krankheit.
Originalpublikation: Storck SE, Meister S, Nahrath J, Meißner JN,
Schubert N, Di Spiezio A, Baches S, Vandenbroucke RE, Bouter Y, Prikulis
I, Korth C, Weggen S, Heimann A, Schwaninger M, Bayer TA, Pietrzik CU.
2015: Endothelial LRP1 transports amyloid-β1-42 across the blood-brain
barrier. J Clin Invest. 2015 Nov 30. pii: 81108. doi: 10.1172/JCI81108.
[Epub ahead of print]
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Steffen Storck, Institut für Pathobiochemie
Universitätsmedizin der
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Duesbergweg 6, 55128 Mainz,
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Fax 06131 3926488
E-Mail: storck@uni-mainz.de
Prof. Dr. Claus Pietrzik, Institut für Pathobiochemie
Molekulare
Neurodegeneration
Universitätsmedizin der Johannes
Gutenberg-Universität Mainz,
Duesbergweg 6
55128 Mainz
Tel.: 06131 3925390, Fax: 06131 3926488,
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