Stammzellenforschung: Alzheimer-Effekt lässt sich rückgängig machen

apoE4-Gen nimmt Schlüsselrolle bei der Krankheitsentstehung ein

Viele Menschen fürchten sich vor dem Schreckensszenario „Alzheimer“. Die Diagnose Morbus Alzheimer wird tagein tagaus rund 800 Mal in Deutschland gestellt. Damit ist die „Krankheit des langsamen Vergessens“ die häufigste Demenzform weltweit. Mediziner zählen Alzheimer zu den neurodegenerativen Erkrankungen – genauso wie Parkinson, Chorea Huntington, Spinale Muskelatrophie (SMA) oder die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS).

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Bei Alzheimer gehen immer mehr kognitive Fähigkeiten verloren: Die Patienten bekommen Probleme mit dem Gedächtnis. Was gestern war, ist plötzlich weg. Sie können den Alltag immer schlechter erledigen, da komplexe Aufgaben wie Kochen und Waschen nicht mehr bewältigt werden. Manchmal verändert sich auch das Wesen. Für Partner, Freunde und Angehörige ist es eine belastende Situation. Die Persönlichkeit von einst verschwindet mehr und mehr.

 

Mittlerweile konnten Wissenschaftler für die Alzheimer-Demenz eine Reihe von Risikofaktoren identifizieren. Sie lassen die Wahrscheinlichkeit für eine Erkrankung in die Höhe schnellen. Neben Entzündungsprozessen im Gehirn stehen einige über die Lebensweise beinflussbare Faktoren unter Generalverdacht. Dazu zählen Hypertonie (Bluthochdruck), ein erhöhter Cholesterin-Spiegel, Arteriosklerose (Gefäßverkalkung) sowie bei Diabetes-Patienten ein schlecht eingestellter Blutzuckerspiegel. Außerdem gibt es genetische Faktoren, die an der Entstehung von Alzheimer beteiligt sind. Träger des Gens ApoE4 haben ein deutlich größeres Risiko an der Demenzform zu erkranken.

 

Gen Apolipoprotein in der Variante apoE4 ist ein erblich bedingter Alzheimer-Risikofaktor

ApoE ist die Abkürzung für das Gen Apolipoprotein. Von diesem Gen gibt es drei Varianten: apoE2, apoE3 sowie apoE4. Jeder Mensch besitzt zwei Kopien des Gens, denn er hat eine von der Mutter und eine vom Vater vererbt bekommen. Am häufigsten ist apoE3 verbreitet. Es gehört nachweislich nicht zu den Alzheimer-Risikofaktoren. Die Variante apoE4 dagegen wurde als Risikofaktor ausgemacht. Mediziner schätzen, dass ungefähr 15 Prozent aller Menschen diese Gen-Variation in sich tragen. Ist eine Person nur Träger von einer Kopie des apoE4-Gens, so erhöht sich ihr statistisches Risiko für Alzheimer um das Zwei- bis Dreifache. Trägt eine Person jedoch zwei Kopien des apoE4-Gens in sich, hat also von Mutter und Vater diese Variante geerbt, so steigt das Alzheimer-Risiko um den Faktor 12 an.

 

Alzheimer-Risiko-Gen apoE4 ist für den Fettstoffwechsel zuständig

Untersuchungen zeigten, dass es bei den Proteinen, deren Bauplan die unterschiedlichen Varianten des apoE-Gens bereitstellen, starke Ähnlichkeiten gibt. ApoE4 ist normalerweise für den Fettstoffwechsel mit verantwortlich. Es gibt jedoch starke Hinweise darauf, dass es bei apoE4 zu negativen Seiteneffekten kommt, da es auch mit dem Protein Beta-Amyloid interagiert. Es sorgt sehr wahrscheinlich mit dafür, dass sich im Gehirn der Patienten Plaques ablagern.

Bislang wussten die Mediziner nur von dieser einen schlechten Interaktion. Doch apoE4 beeinflusst wohl auch das Tau-Protein negativ. Die Washington University (USA) veröffentlichte kürzlich eine Studie, die belegt, dass sich bei der Variante apoE4 verstärkt Tauknäuel bilden. Diese werden von Alzheimer-Experten ebenfalls als Hauptverdächtiger geführt, die Ursache für die Erkrankung zu sein, denn Tauknäuel sind neben Plaques häufig in den Gehirnen von Alzheimer-Patienten zu finden. Im Versuch der US-amerikanischen Forscher zeigte sich noch ein weiterer, besorgniserregender Effekt: Bei Mäusen mit dem apoE4-Gen zeigten die Immunzellen eine außerordentlich heftige Reaktion auf die Tau-Proteine. Die Immunreaktion führte zu Entzündungen, in deren Folge ein Absterben der Gehirnzellen beobachtet werden musste.

 

Worin besteht der Unterschied zwischen apoE3 und apoE4?

Nun fragen sich die Forscher zu Recht: Worin liegt der Unterschied zwischen dem ungefährlichen apoE3 und dem scheinbar gefährlichen apoE4? Genauere Untersuchungen des Gladstone-Institutes in San Francisco (Kalifornien/USA) brachten die Erkenntnis: Es gibt nur einen winzigen Unterschied. Üblicherweise übernimmt das apoE-Gen die Codierung des apoE-Proteins. Dieser Eiweißbaustein ist dafür zuständig, dass Cholesterin zu den Nervenzellen transportiert werden. Die Neuronen brauchen das Protein für die Myelinproduktion. Ohne Myelin wäre ein Signalaustausch zwischen den Zellen nicht möglich.

Die Gladstone-Wissenschaftler nutzten für ihre Studie menschliche Hautzellen. Mittels einer kleinen Biopsie wurden sie den Studien-Teilnehmern entnommen. Als Probanden waren Alzheimer-Patienten mit zwei apoE4-Genen zugelassen. Als Kontrollgruppe fungierten gesunde Menschen mit zwei apoE3-Genen. Im Labor wurden die somatischen Hautzellen in sogenannte IPS-Zellen, also induzierte pluripotente Stammzellen umgewandelt. Sie haben nach der Rückverwandlung fast wieder die gleichen Eigenschaften wie embryonale Stammzellen und können sich in eine Vielzahl von Zelltypen ausdifferenzieren. Die kalifornischen Forscher ließen die IPS-Zellen zu menschlichen Neuronen ausreifen.

Die dadurch entstandenen Nervenzellen wurden miteinander verglichen. Dabei ließ sich beobachten, dass die Nervenzellen mit dem apoE4-Gen in ihrer Funktion beeinträchtigt waren. Das von apoE4 codierte Protein bricht bereits in den Zellen auseinander. Die Fragmente sammeln sich im Laufe der Zeit in den Zellen an und „verstopfen“ sie. Genau jene Proteinansammlungen gelten bislang als Alzheimer-Auslöser.

 

Entstehung von Alzheimer: Was ist Ursache? Was ist Wirkung?

Im nächsten Schritt wollten das Forscherteam die Frage beantworten, ob das apoE4-Gen selbst der Krankheitsauslöser ist oder ob das fehlende apoE3-Gen zum Krankheitsausbruch führt. Die korrekte Antwort auf genau diese Frage nimmt großen Einfluss auf neue Behandlungsansätze. Verursacht der Defekt einen Verlust der Funktion des Proteins, so wäre es nur logisch, den Effekt durch eine Erhöhung des Protein-Vorkommens zu kompensieren. Löst jedoch die Ansammlung des Proteins eine toxische Reaktion aus, so muss eine neue Therapie die Absenkung des Proteingehalts zum Ziel haben, denn schließlich ist nur so eine Blockade der schädlichen Wirkung möglich.

Die Untersuchungen legen nahe, das Problem ist das apoE4-Gen. Doch aus den USA kommt auch eine gute Nachricht für alle Alzheimer-Patienten: Im Labor gelang es, dass apoE4-Gen in ein Gen umzuwandeln, dass große Ähnlichkeiten mit dem apoE3-Gen aufwies. So konnten letztlich sogar Alzheimer-Anzeichen rückgängig gemacht werden.

 

Jeder kann sein Alzheimer-Risiko beeinflussen und absenken

Trotz dieser Erkenntniszuwächse wird es noch lange Zeit dauern, bis aus dem im Labor bewiesenem Ansatz eine effektive Therapie für den klinischen Alltag entwickelt ist. Die Studie beweist jedoch klar: Dank des Umwegs über die IPS-Zellen steht Forschern mittlerweile ein funktionierendes Alzheimer-Modell zur Verfügung, mit dem sie die Mechanismen hinter der Krankheit entschlüsseln und verstehen können. Dies ist die Grundvoraussetzung, um die schädlichen Prozesse stoppen und neue Therapien entwickeln zu können. Bis es jedoch soweit ist, muss niemand Däumchen-drehend zu Hause sitzen und auf sein vermeintliches Schicksal warten. Wissenschaftler wissen nämlich auch, dass sowohl eine höhere Bildung als auch ein regelmäßiges Aktivieren der grauen Zellen das Alzheimer-Risiko schwinden lässt: Machen Sie täglich Sudoku, fördern und fordern Sie Ihre Kombinationsfähigkeiten mit kleinen Rätseln oder lernen Sie jonglieren!

 

 

Die sogenannte KAROLA-Studie brachte außerdem die kognitiven Fähigkeiten der Teilnehmer mit ihrem Cholesterinspiegel in Verbindung. Hier scheint selbst das apoE4-Gen kein unabwendbares Schicksal zu sein, denn möglicherweise lässt sich das Gen über den Cholesterinspiegel durchaus positiv beeinflussen. Risikopatienten wird daher geraten, ihren Cholesterinspiegel gut im Blick zu behalten und besonders auf das „böse“ LDL-Cholesterin zu achten. Eine Hypercholesterinämie, also ein erhöhter Cholesterinspiegel, lässt sich so vermeiden. Ein gesunder Lebensstil und viel Bewegung wirkt außerdem der Entstehung der Alzheimer-Demenz entgegen. Mediziner bringen diese Empfehlungen auf eine ganz einfache Faustformel: „Was gut fürs Herz ist, schadet auch ganz bestimmt dem Gehirn nicht!“

 

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