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Alzheimer Astrozyten als möglicher Alzheimer-Therapieansatz

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Alzheimer schädigt das Nervensystem auf vielfältige Weise. Jetzt haben Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) durch Laboruntersuchungen neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie Alzheimer in den Stoffwechsel der Astrozyten eingreift. Dabei stellten sie fest, dass sich die krankhaften Veränderungen der Astrozyten mit chemischen Wirkstoffen eindämmen lassen.

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Diese Aufnahme zeigt die Gewebeprobe einer Maus mit Merkmalen der Alzheimer-Erkrankung. Die Ausläufer sogenannter Astrozyten erscheinen weiß. Astrozyten unterstützen die Funktion von Neuronen und sind unter anderem an der Regelung der Hirndurchblutung beteiligt. Bei Alzheimer verändern diese Zellen ihre Gestalt und Aktivität. Ebenfalls im Bild: die Zellkerne (blau) von Astrozyten, Neuronen und anderen Zellen. Die grünen Farbtupfer stammen von einem Protein, das mit der Alzheimer-Erkrankung in Verbindung steht.
Diese Aufnahme zeigt die Gewebeprobe einer Maus mit Merkmalen der Alzheimer-Erkrankung. Die Ausläufer sogenannter Astrozyten erscheinen weiß. Astrozyten unterstützen die Funktion von Neuronen und sind unter anderem an der Regelung der Hirndurchblutung beteiligt. Bei Alzheimer verändern diese Zellen ihre Gestalt und Aktivität. Ebenfalls im Bild: die Zellkerne (blau) von Astrozyten, Neuronen und anderen Zellen. Die grünen Farbtupfer stammen von einem Protein, das mit der Alzheimer-Erkrankung in Verbindung steht.
(Bild: DZNE / A. Delekate, T. Schumacher, G. Petzold)

Bonn, Berlin – In gewisser Weise ähnelt das Gehirn einem großen Symphonie-Orchester, in dem diverse Instrumente zusammenspielen und doch jedes einen speziellen Part übernimmt. So enthält das Gehirn einerseits zu einem Geflecht verwobene Neuronen, über das sie immer wieder Signale austauschen. Nicht weniger wichtig für die Funktion des Gehirns sind anderseits die so genannten Gliazellen. Diese galten einst als bloßes Bindegewebe des Gehirns. Doch inzwischen hat sich herausgestellt, dass sie noch weitaus komplexere Aufgaben übernehmen und eine sehr vielseitige Familie an Zellen umfassen. Dazu zählen beispielsweise die Astrozyten.

„Astrozyten haben im Gehirn verschiedene Funktionen. Dazu gehört, dass sie die Neuronen mit Nährstoffen beliefern. Sie entsorgen aber auch Nebenprodukte des Stoffwechsels“, erläutert Professor Gabor Petzold, Gruppenleiter am Bonner Standort des ZNE und Leiter des Schwerpunkts Vaskuläre Neurologie an der Neurologischen Klinik des Universitätsklinikums Bonn. „Außerdem wirken sie auf die Kommunikation der Neuronen untereinander und sind an der Steuerung der Hirndurchblutung beteiligt.“

Alzheimer verändert die Astrozyten

Schon länger ist bekannt, dass Astrozyten infolge von Alzheimer ihre Gestalt wechseln: Zellen, die sich in der Nähe der für diese Erkrankung typischen Proteinablagerungen – den „Plaques“ – aufhalten, werden größer und bilden zusätzliche Ausläufer. Allerdings war bislang weitgehend unklar, wie sich die Funktion der Astrozyten dadurch verändert.

Petzold und seine Kollegen untersuchten daher Mäuse, deren Gehirne die für Alzheimer typischen Proteinablagerungen aufwiesen. Dabei fanden sie heraus, dass der Kalzium-Stoffwechsel von Astrozyten in der Umgebung der Plaques gestört war. Die Kalziumkonzentration spielt für den zellulären Stoffwechsel eine wichtige Rolle, weil sie den Ablauf biochemischer Reaktionen beeinflusst. „Die Astroyzten waren hyperaktiv. Das heißt, dass der Kalziumspiegel in den Zellen plötzlich ansteigen konnte. Auch haben wir festgestellt, dass dieser Effekt häufig auf benachbarte Astrozyten übergriff. Dabei entstanden sogenannte Kalzium-Wellen. Das ist so, als würde man einen Stein ins Wasser werfen“, beschreibt Petzold die Situation. „Normale Astrozyten hingegen zeigen nur vergleichsweise selten Veränderungen der Kalziumkonzentration.“

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