Neue Erkenntnisse zur Alzheimer-Forschung: Eine bislang unbekannte Rolle von Gehirnzellen

Trotz erheblicher Fortschritte in der medizinischen Forschung bleibt die Alzheimer-Krankheit eine der größten Herausforderungen der modernen Neurologie. In Deutschland leben Schätzungen zufolge rund 1,2 Millionen Menschen mit der Erkrankung, europaweit sind es mehrere Millionen. Besonders betroffen sind Menschen über 65 Jahre. Ein wirksames Heilmittel existiert bislang nicht. Neue Forschungsergebnisse aus Frankreich könnten jedoch das Verständnis der Krankheit grundlegend verändern.

Tau-Protein als zentraler Biomarker der Krankheit

Die genauen Ursachen von Alzheimer sind weiterhin nicht vollständig geklärt. Ein entscheidender Hinweis liegt jedoch in der Anhäufung eines bestimmten Proteins im Gehirn: des sogenannten Tau-Proteins.

Unter normalen Umständen stabilisiert Tau die Struktur von Nervenzellen. Bei Alzheimer kommt es jedoch zu einer abnormalen Ansammlung des Proteins. Diese Ablagerungen führen dazu, dass Nervenzellen zunehmend geschädigt werden und schließlich absterben. Die Folge ist ein schleichender Verlust von Gedächtnis, Orientierung und kognitiven Fähigkeiten.

Französische Studie entdeckt Schlüsselrolle der Tanyzyten

Ein Forschungsteam um den Neurowissenschaftler Vincent Prévot vom französischen Institut für Gesundheit und medizinische Forschung (Inserm) sowie vom Universitätsklinikum Lille hat nun eine bislang wenig beachtete Zellart in den Fokus gerückt: die sogenannten Tanyzyten.

Die Ergebnisse der Studie, veröffentlicht im Fachjournal „Cell Press Blue“, deuten darauf hin, dass diese spezialisierten Gehirnzellen eine zentrale Rolle beim Transport und Abbau des Tau-Proteins spielen. Damit könnten sie entscheidend an der Entstehung und dem Fortschreiten von Alzheimer beteiligt sein.

Prévot und sein Team beschäftigen sich bereits seit mehr als zwei Jahrzehnten mit diesen Zellen am Forschungszentrum „Neurosciences et Cognition“ in Lille. Tanyzyten sind dafür bekannt, eine Art Schnittstelle zwischen Gehirn und Körper zu bilden. Sie transportieren beispielsweise das Hormon Leptin, das für die Regulation des Sättigungsgefühls verantwortlich ist, in bestimmte Gehirnregionen.

Fehler in diesem Transportmechanismus können zu Stoffwechselproblemen wie Übergewicht oder Diabetes führen – Faktoren, die bereits seit längerem als Risikofaktoren für Alzheimer gelten.

„Wir vermuteten daher, dass ein gestörter Transportmechanismus auch beim Alterungsprozess des Gehirns und bei neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle spielen könnte“, erklärt Prévot.

Experimente mit Mäusen zeigen Transportfunktion

Die siebenjährige Studie bestand aus mehreren aufeinanderfolgenden Forschungsphasen. Zunächst untersuchten die Wissenschaftler, ob Tanyzyten tatsächlich am Transport von Tau-Proteinen beteiligt sind.

Dafür injizierten sie fluoreszierend markiertes Tau-Protein in die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit von Mäusen. Durch die Markierung konnten sie den Weg des Proteins im Gehirn verfolgen.

Die Beobachtungen zeigten, dass Tanyzyten das Tau-Protein aus der Flüssigkeit aufnehmen und es anschließend zu Blutkapillaren transportieren.

„Diese Zellen bilden gewissermaßen eine Brücke zwischen der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit und dem Blutkreislauf“, erklärt Prévot.

Blockierter Transport beschleunigt Krankheitsverlauf

Im nächsten Schritt blockierten die Forscher den Transportmechanismus genetisch. Dadurch wurde verhindert, dass Tau-Proteine aus der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit ins Blut gelangen.

Parallel dazu untersuchte das Team Mäuse mit frühen Alzheimer-Symptomen und erhöhten Tau-Werten. Als die Aktivität der Tanyzyten gezielt gehemmt wurde, verschlechterte sich der Krankheitsverlauf deutlich schneller.

Die Tiere entwickelten verstärkt Symptome, die auch bei der menschlichen Alzheimer-Demenz auftreten, etwa Gedächtnisprobleme und Veränderungen im Verhalten.

Diese Ergebnisse deuteten darauf hin, dass funktionierende Tanyzyten eine wichtige Rolle beim Abtransport toxischer Tau-Ablagerungen spielen.

Hinweise auch beim Menschen

Um die Ergebnisse auf den Menschen zu übertragen, analysierten die Forscher anschließend das Verhältnis von Tau-Proteinen im Blut und im Gehirn gesunder und erkrankter Personen.

Die Ergebnisse zeigten, dass Alzheimer-Patienten deutlich weniger Tau-Protein im Blut aufweisen als gesunde Probanden. Das deutet darauf hin, dass der Abtransport des Proteins aus dem Gehirn gestört ist.

„Die Fähigkeit, Tau aus dem Gehirn zu entfernen, scheint bei Erkrankten deutlich reduziert zu sein“, fasst Prévot die Ergebnisse zusammen.

Zerstörte Zellstrukturen im Gehirn von Alzheimer-Patienten

Weitere Hinweise lieferten Untersuchungen von Gehirngewebe verstorbener Alzheimer-Patienten. Bei der mikroskopischen Analyse stellten die Wissenschaftler fest, dass die Strukturen der Tanyzyten stark beschädigt waren.

Die normalerweise vorhandenen Zellverbindungen, die den Austausch zwischen Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit und Blut ermöglichen, waren in vielen Fällen vollständig zusammengebrochen.

„Wir konnten sehen, dass diese Brücken praktisch zerstört waren“, sagt Prévot. „Damit gibt es keine funktionierende Verbindung mehr zwischen der Gehirnflüssigkeit und dem Blutkreislauf.“

Ohne diese Verbindung kann das Tau-Protein nicht mehr effizient aus dem Gehirn abtransportiert werden – ein möglicher Grund für die toxische Anhäufung.

Bemerkenswert ist zudem, dass diese strukturellen Veränderungen offenbar spezifisch für Alzheimer sind. In Gehirnen von Patienten mit anderen Formen der Demenz konnten die Forscher ähnliche Schäden nicht feststellen.

Neue Perspektiven für zukünftige Therapien

Die Entdeckung könnte langfristig neue Ansätze für die Behandlung der Alzheimer-Krankheit eröffnen. Wenn es gelingt, die Funktion der Tanyzyten zu stabilisieren oder wiederherzustellen, könnte der Abtransport schädlicher Tau-Proteine verbessert werden.

Noch handelt es sich um Grundlagenforschung. Doch die Ergebnisse liefern einen wichtigen Baustein für das Verständnis der Erkrankung – und könnten den Weg für zukünftige Therapien ebnen, die gezielt in diese bislang wenig erforschten Mechanismen eingreifen.