Die Alzheimer-Krankheit kann sich ausbreiten, indem sie sich von einer Gehirnregion zur nächsten "ausbreitet"

Die Art und Weise, wie sich die Alzheimer-Krankheit im Gehirn ausbreitet, ist seit vielen Jahren Gegenstand von Diskussionen. Zwei gegensätzliche Theorien führen dazu, dass die Krankheit in abgeschwächten Hirnregionen im Laufe der Zeit unabhängig beginnt oder in einer Region beginnt und dann neuroanatomisch zusammenhängende Bereiche ausbreitet.
Eine Studie, die von Forschern des Columbia University Medical Centers (CUMC) im Online-Journal PloS One veröffentlicht wurde, unterstützt die zweite Theorie stark. Wissenschaftler haben gezeigt, dass abnormales Tau-Protein, ein Schlüsselmerkmal der neurofibrillären Tangles, das in den Gehirnen von Alzheimer-Patienten zu finden ist, in der Lage ist, sich entlang verknüpfter Gehirn-Schaltkreise zu verbreiten und von Neuron zu Neuron zu springen.
Die Autorin Karen E. Duff, Professorin für Pathologie (Psychiatrie und Taub-Institut für Alzheimer-Krankheit und alterndes Gehirn) am CUMC und am Psychiatrischen Institut in New York, sagt, dass die Ergebnisse neue Möglichkeiten eröffnen ein vertieftes Verständnis von Alzheimer und anderen neurologischen Erkrankungen, sowie für die Entwicklung von Therapien, um seinen Fortschritt zu stoppen, nach Senior Autor Karen E. Duff, PhD, Professor für Pathologie (in der Psychiatrie und im Taub-Institut für die Erforschung der Alzheimer-Krankheit und der Aging Brain) am CUMC und am New York State Psychiatric Institute.
Die Alzheimer-Krankheit ist die häufigste Form von Demenz und ist durch die Ansammlung von Plaques (zusammengesetzt aus Amyloid-Beta-Protein) und faserigen Tangles (zusammengesetzt aus abnormalem Tau) in Gehirnzellen, den Neuronen, gekennzeichnet. Postmortem Studien von menschlichen Gehirnen und Neuroimaging Studien haben gezeigt, dass die Krankheit, insbesondere die Neurofibrillary Tangle Pathologie, beginnt im entorhinalen Kortex, der eine Schlüsselrolle im Gedächtnis spielt. Die Alzheimer-Krankheit neigt dann zum Fortschreiten und die Krankheit erscheint in anatomisch verbundenen höheren Hirnregionen.
Studienautor Scott A. Small, MD, Professor für Neurologie am Sergievsky-Zentrum und am Taub-Institut für die Erforschung der Alzheimer-Krankheit und des alternden Gehirns bei CUMC sagt

"Frühere Forschungsarbeiten, einschließlich funktioneller MRI-Studien am Menschen, haben dieses Ausbreitungsmuster ebenfalls unterstützt ... aber diese verschiedenen Ergebnisse zeigen nicht definitiv, dass sich Alzheimer direkt von einer Gehirnregion zur anderen ausbreitet."

CUMC-Forscher entwickelten eine neuartige transgene Maus, in der das Gen für abnormes menschliches Tau vorwiegend im entorhinalen Kortex exprimiert wird. Dies ermöglichte es ihnen, die Probleme weiter zu untersuchen. Die Gehirne der Mäuse wurden zu verschiedenen Zeitpunkten über 22 Monate analysiert, um die Ausbreitung von abnormalem Tau-Protein zu kartieren. Wie die Mäuse gealtert sind, breitete sich das abnormale humane Tau entlang eines verbundenen anatomischen Weges vom entorhinalen Kortex zum Hippocampus zum Neocortex aus. Dr. Duff sagte, dass:

"Dieses Muster folgt sehr stark der Inszenierung, die wir in den frühesten Stadien der menschlichen Alzheimer-Krankheit sehen."

Die Forscher fanden auch Hinweise darauf, dass das abnormale Tau-Protein sich von Neuron zu Neuron über Synapsen bewegt, die Verbindungen, die diese Zellen verwenden, um miteinander zu kommunizieren.
Die Ergebnisse der Studie haben wichtige Implikationen für die Therapie.

Dr. Small kommentierte:

"Wenn, wie unsere Daten zeigen, die Tau-Pathologie im entorhinalen Cortex beginnt und von dort ausgeht, könnte der effektivste Ansatz darin bestehen, Alzheimer so zu behandeln, wie wir Krebs behandeln ... durch frühzeitige Erkennung und Behandlung, bevor er sich ausbreiten kann Der beste Weg, Alzheimer zu heilen, könnte darin bestehen, es zu identifizieren und zu behandeln, wenn es gerade erst beginnt, um das Fortschreiten aufzuhalten. In diesem frühen Stadium wird die Krankheit am besten behandelbar sein. Das ist das aufregende klinische Versprechen auf dem Weg. "

Behandlungen könnten geschaffen werden, um Tau während seiner extrazellulären Phase anzusteuern, während es sich von Zelle zu Zelle bewegt. Dr. Duff kommt zu folgendem Schluss:

"Wenn wir den Mechanismus finden, mit dem sich Tau von einer Zelle zur anderen ausbreitet, könnten wir möglicherweise verhindern, dass es über die Synapsen springt ... vielleicht durch eine Art von Immuntherapie. Dies würde verhindern, dass sich die Krankheit auf andere Regionen des Gehirns ausbreitet ist mit schwerer Demenz verbunden. "

Die Arbeit trägt den Titel "Trans-synaptische Ausbreitung der Tau-Pathologie in vivo". Weitere Autoren sind Li Liu (CUMC), die erste Autorin, Valerie Drouet (CUMC), Jessica W. Wu (CUMC), Menno P. Witter (Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie) und Catherine Clelland (CUMC).
Diese Forschung wurde vom Nationalen Institut für neurologische Störungen und Schlaganfall, Fördernummer R01NS074874 an KD und vom National Institute on Aging, Fördernummer AG025161 an SAS unterstützt.
Geschrieben von Rupert Shepherd