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Alzheimer: Aktuelle Forschungs- und Therapieansätze

Alzheimer ist nach wie vor nicht heilbar, doch es gibt vielversprechende Forschungsansätze: Einer davon legt den Fokus auf die Eiweißablagerungen im Gehirn, die mit Alzheimer in Verbindung gebracht werden. Ein anderer Ansatz nutzt Big Data zur Ursachenforschung.

Alzheimer: Ein Verfall von Nervenzellen

Diagnose: Alzheimer. Für Betroffene und ihre Angehörigen eine verheerende Nachricht. Denn auch hundert Jahre nachdem der Psychiater Alois Alzheimer die Krankheit erstmals beschrieb, gibt es bisher keine Heilungsmethode. Laut dem World Alzheimer Report 2016 sind weltweit mehr als 47 Millionen Menschen an Alzheimer erkrankt. Bis 2050 soll sich die Zahl der Erkrankten auf bis zu 130 Millionen erhöhen. Der Grund: Die immer weiter steigende Lebenserwartung. Zwar forschen Mediziner seit langem an einem Wirkstoff, bisher jedoch ohne Erfolg. Verfügbare Medikamente können allenfalls die Symptome lindern und die Ausbreitung verlangsamen – einen Verfall der Nervenzellen im Gehirn stoppen, können sie jedoch nicht. Hinzu kommt, dass weder die Ursachen noch der Ablauf der Erkrankung von den Wissenschaftlern bisher nachvollzogen werden können.

Die Krankheit Alzheimer gehört neben Parkinson zur Gruppe der Demenzerkrankungen. Gemeinsames Merkmal ist eine starke Minderung geistiger Fähigkeiten. Bei der Alzheimer-Krankheit können neben Gedächtnisverlust auch Orientierungslosigkeit und Sprachprobleme auftreten. Der Grund für diese Symptome ist der Abbau der Großhirnrinde (Hirnatrophie). In einem schleichenden Prozess sterben Nervenzellen und die dazugehörigen Verbindungen im Gehirn ab.

Die Zerstörung der Nervenzellen ist laut Forschern wahrscheinlich mit einer ungewöhnlich hohen Ablagerung von Eiweiß-Faserbündel (Neurofibrillen) im Gehirn verbunden. Durch diese Eiweißablagerungen kommt es zu neuronalen Transportstörungen, wodurch Botenstoffe nicht mehr ausgetauscht werden können. Diese bräuchte es jedoch, um Informationen im Gehirn zu verarbeiten. Zudem entsteht so Sauerstoffmangel, der die Zellen letztlich absterben lässt.

Betroffen von den Ablagerungen sind Regionen, die für die kognitiven Fähigkeiten eines Menschen (Gedächtnis, Sprache, räumliche Orientierung) verantwortlich sind. In Mitleidenschaft gezogen werden daher solche Zellen, die den Botenstoff Acetylcholin zur Informationsübertragung nutzen. Sie sind neben dem Erinnerungsvermögen auch für das (räumliche) Denken und die Lernfähigkeit zuständig. Sterben diese Zellen ab, können Sinneseindrücke, Gedanken und Sprache nicht mehr richtig verarbeitet werden. Auch bereits Gelerntes kann im neuronalen Netz nicht mehr richtig verknüpft und angewendet werden.

Risikofaktoren: Alter, Vererbung und …?

Sie sind wie es scheint ein großes Fragezeichen. Denn Wissenschaftler und Mediziner kennen die genaue Ursache für Alzheimer nicht. Entsprechend können auch die Risikofaktoren nur unter Vorbehalt von den Forschern formuliert werden. Besonders wahrscheinlich ist jedoch, dass ein hohes Alter und erbliche Faktoren den größten Einfluss auf das Erkrankungsrisiko haben.

  • Risikofaktor Alter

Zwar ist die Abnahme von Gehirnzellen im Alter normal, doch die durch Alzheimer verursachte Geschwindigkeit des Verfalls ist bisher noch auf keine altersgenaue Ursache zurückzuführen. Auch konnte bei der Erkrankung an Altersdemenz kein genetischer Zusammenhang festgestellt werden.

  • Risikofaktor Genetische Veranlagung

Forscher gehen davon aus, dass auch genetische Veranlagungen als Risikofaktor für eine Alzheimererkrankung in Frage kommen könnten. Verantwortlich dafür sei ein Gen, das ein bestimmtes Eiweiß namens Apo-Lipoprotein E (ApoE) produziert. Das Eiweiß steuert den Transport von Cholesterin und ist bei jedem Menschen vorhanden. Ähnlich wie bei Blutgruppen gibt es dieses Eiweiß-Gen jedoch in verschiedenen Ausführungen. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass die eine Variante des Gens Personen vor Alzheimer schützt, eine andere sie für die Krankheit empfänglicher macht. Doch auch hier fehlen wissenschaftliche Beweise. Eine direkte Familienvererbung konnte nur in wenigen Fällen nachgewiesen werden.

  • Risikofaktor Vorerkrankungen

Neben dem Alter und der Veranlagung spielen laut einiger Forscher wohl auch Vorerkrankungen eine Rolle. Neben hohen Werten im Bereich des Blutdrucks (Hypertonie), Cholesterin (Hypercholesterinämie) und Homocystein (Stoffwechselerkrankung) können auch mögliche Gefäß- und Diabeteserkrankungen eine Erkrankung begünstigen. Auch frühere Verletzungen des Gehirns und eine langjährige Einnahme von starken Schlafmitteln stehen im Verdacht, das Alzheimer-Risiko zu erhöhen.

Den Geist fit halten!

Neben den genannten Risikofaktoren gehen Forscher davon aus, dass die Gefahr an Alzheimer zu erkranken auch verringert werden kann. Das regelmäßige Aktivieren der „grauen Zellen“, geistige Übungen sowie eine höhere Bildung sollen die Wahrscheinlichkeit für eine Erkrankung verringern. So trainiert bereits intensives Lesen von Büchern und Zeitungen, das Hören von Musik oder das tägliche Kreuzworträtsel das Gedächtnis. Auch regelmäßige Bewegung ist nicht zu vernachlässigen. Sport bringt das Gehirn auf Touren, denn er fördert die Durchblutung, verhindert Übergewicht und schützt vor Gefäßverkalkung.

Dennoch: Alzheimer ist bislang nicht heilbar. Die verfügbaren Therapien in der Medizin zielen daher lediglich auf eine Verzögerung und Verlangsamung der Erkrankung ab. Zwar verstärken sich die Symptome im Laufe der Zeit, jedoch kann die Geschwindigkeit, mit der sich die Krankheit ausbreitet, je nach Fall variieren. Deshalb sollte bereits bei der Diagnosestellung über den Beginn einer Therapie nachgedacht werden.

Alzheimer: Forschungs- und Therapieansätze

Die aktuelle Alzheimer Forschung ist grundsätzlich in zwei verschiedene Ansätze unterteilt. Zum einen forschen die Wissenschaftler an einer möglichen Therapie zur Heilung von Alzheimer. Dabei wird der Fokus besonders auf die durch die Krankheit entstehenden Eiweiß-Ablagerungen gelegt. Zum anderen arbeiten die Forscher daran, die Ursachen von Alzheimer genauer zu untersuchen. So soll in Zukunft möglichen Erkrankungen vorgebeugt werden. Wir stellen Ihnen Forschungen aus beiden Fachbereichen vor.

1. Alzheimer Therapien mit Fokus auf Eiweißablagerungen

Forschung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, des Fraunhofer-Instituts und der Probiodrug AG

Forscher des Fraunhofer-Instituts, der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und der Probiodrug AG beschäftigen sich bereits seit mehreren Jahren mit der Entwicklung eines Wirkstoffes gegen Alzheimer. Der Wirkstoff soll die Entstehung der Eiweiß-Ablagerungen im Gehirn hemmen und bereits vorhandene Ablagerungen rückgängig machen. Dafür hat das Team vor einem Jahr erfolgreich Antikörper entwickelt, die später als Grundlage für einen medizinischen Wirkstoff dienen könnten.

„Unser neuer Antikörper-Wirkstoff soll dann wirken, wenn die gefährlichen Peptide bereits im Körper gebildet wurden. Das kann man sich wie einen Staubsauger vorstellen, der die Stoffe aus dem System entfernt“, so Dr. Inge Lues, Chief Development Officer bei Probiodrug und Co-Autorin der Studie.

Gleichzeitig forschen die Wissenschaftler auch an einer genauen Analyse des Eiweiß, das für die Alzheimer-Erkrankung verantwortlich gemacht wird. Denn um die Antikörper weiterentwickeln zu können, müssen zunächst detailliertere Kenntnisse über das schädliche Peptid (Produkt des Eiweißabbaus) gesammelt werden.

Forschungsprojekt PHAGO

Auch das Forschungsprojekt PHAGO des Fraunhofer-Instituts für Algorithmen und wissenschaftliches Rechnen untersucht gemeinsam mit der Innovative Medicines Initiative (IMI) und industriellen Partnern die Bedeutung von bestimmten Immunzellen bei Alzheimer-Erkrankungen. Denn basierend auf Genom-Studien und Untersuchungen von Hirn-spezifischen-Gen-Mustern konnten die Forscher herausfinden, dass angeborene Immunrezeptor-Gene bei der Erkrankung von Alzheimer von Bedeutung sind. Genauer: Die Gene TREM2 und CD33/SIGLEC3 spielen wahrscheinlich eine wichtige Rolle für die Eiweiß-Ansammlungen im Gehirn.

„Wir möchten die Immunantwort bei Alzheimer genauer verstehen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden wir die Funktionen beider Immunrezeptoren im Detail analysieren und die Entwicklung neuer Tools und Testverfahren für eine pharmazeutische Intervention vorantreiben“, sagt Projektkoordinator Prof. Harald Neumann vom Universitätsklinikum Bonn.

Zwar ist die Forschung bezüglich der neu entdeckten Gene noch nicht abgeschlossen, die späteren Erkenntnisse sollen jedoch zu neuen attraktiven Therapieansätzen führen. Ist die Wissenslücke geschlossen, könnten so auch neue Medikamente entwickelt werden.

2. Big-Data-Ansätze zur Ursachenforschungen

EU-Projekt AETIONOMY

Neben der Therapieforschung beschäftigen sich europäische Wissenschaftler auch mit der Ursachenforschung. Das europaweit durchgeführte Projekt AETIONOMY widmet sich daher mit einer großflächig angelegten Studie der Sammlung und Auswertung von Patientenakten.

„Wir sammeln alle Patientendaten und Publikationen aus Kliniken, Unternehmen und Bibliotheken mit Hilfe von Big Data und verknüpfen sie zu einer Wissensbasis. Diese liegt inzwischen vor“, sagt Prof. Dr. Hofmann-Apitius, Leiter der Abteilung Bioinformatik am Fraunhofer-Institut für Algorithmen und Wissenschaftliches Rechnen SCAI und akademischer Koordinator des EU-Projekts AETIONOMY

Dafür setzen die Wissenschaftler auf eine eigens programmierte Software (SCAIView), die große Daten selbständig auswerten kann. Innerhalb von nur wenigen Minuten werden so Millionen Texte vom Rechner gelesen und klassifiziert. Das Ziel: Zusammenhängende Krankheitsmodelle identifizieren und eine Taxonomie (eine Form von medizinischer Systematik) erstellen. So können nicht nur gleich geartete Krankheitsbilder ausgemacht, sondern auch die Ursachen genauer erforscht werden. Beispielsweise konnten die Wissenschaftler bereits herausfinden, dass häufige Gehirntraumata, wie sie bei Football-Spielern vorkommen, eine Erkrankung an Alzheimer begünstigen. Insgesamt konnten die Wissenschaftler bereits 126 Krankheitsmechanismen für Alzheimer ausmachen.

Titelbild: © Ocskaymark/iStock.com

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