Könnte dieses Hormon die Erinnerung verjüngen?

Eine neue Studie veröffentlicht in Das Journal der experimentellen Medizin schlägt vor, dass erhöhte Spiegel eines von Knochen produzierten Hormons kognitiven Abbau bei älteren Erwachsenen verhindern können.
Mit dem Alter neigen unser Gedächtnis und unsere Wahrnehmung dazu, abzunehmen. Aber könnte Osteocalcin bald verwendet werden, um diese Effekte umzukehren?

Die neuen Untersuchungen wurden von Wissenschaftlern durchgeführt, die von Dr. Gerard Karsenty geleitet wurden, der Paul A. Marks Professor und Vorsitzender der Abteilung für Genetik und Entwicklung am Columbia University Medical Center in New York ist.

Frühere, von Dr. Karsenty mitentwickelte Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass Osteocalcin - ein Hormon, das von Osteoblasten oder Knochenzellen produziert wird - eine Reihe von Stoffwechselfunktionen im menschlichen Körper erfüllt und dass es das räumliche Lernen, das Gedächtnis und die Geburt beeinflusst neue Neuronen in Mäusen.

Eine weitere Studie, die von Dr. Karsenty durchgeführt wurde, zeigte, dass Osteocalcin-Jabs die Muskelfunktion bei alternden Mäusen wiederherstellen können und sie auf das gleiche Niveau bringen wie ihre jungen Kollegen.

Er erklärt, wie dies die neue Forschung veranlasste: "Wir haben auch beobachtet, dass das Hormon im frühen Erwachsenenalter steil abfällt. Das warf eine wichtige Frage auf: Könnte Gedächtnisverlust durch die Wiederherstellung dieses Hormons auf ein jugendliches Niveau umgekehrt werden?"

Osteocalcin kehrt den Gedächtnisverlust um

Um diese Frage zu beantworten, führten Dr. Karsenty und seine Kollegen eine Reihe von Experimenten an alternden Mäusen durch. In einem Experiment erhielten 16 Monate alte Mäuse über einen Zeitraum von 2 Monaten kontinuierliche Infusionen von Osteocalcin in ihrem Blut.

Die Forscher entnahmen auch Blutplasma von jungen Mäusen, die nicht genug von dem Hormon hatten, fügte Osteocalcin hinzu und injizierte es alternden Mäusen.

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Sie verringerten auch die Osteocalcinspiegel von normalen jungen Mäusen, indem sie Anti-Osteocalcin-Antikörper zu ihrem Blutplasma hinzufügten.

Nachdem die Forscher den Nagetieren Gedächtnistests unterzogen hatten, stellten die Forscher fest, dass die Blutaufgüsse des Hormons das Gedächtnis der Mäuse verbesserten. Tatsächlich schien Osteocalcin das Gedächtnis der Mäuse auf Werte zu erhöhen, die denen von jungen Mäusen entsprachen.

Darüber hinaus erhöhte Osteocalcin-verstärkte Plasmatransfusion von Osteocalcin-defizienten Mäusen zu alten Mäusen auch signifikant dessen Leistung in Gedächtnistests.

Im Gegensatz dazu waren die Mäuse, die eine Plasmatransfusion von Osteocalcin-defizienten Mäusen erhielten, in Gedächtnistests nicht besser, und junge Mäuse, deren Osteocalcinspiegel künstlich verringert war, waren schlechter als ihre normalen Gegenstücke.

Die Wissenschaftler stellten außerdem fest, dass das Hormon bei den alternden Mäusen "Angst-ähnliches Verhalten" zu verringern schien. Insgesamt lieferten die Ergebnisse der Experimente ein klares "Ja" als Antwort auf die erste Frage, die die Forschung der Wissenschaftler beflügelte.

"Könnte Gedächtnisverlust durch die Wiederherstellung dieses Hormons zu jugendlichen Ebenen umgekehrt werden? Die Antwort, zumindest bei Mäusen, ist ja, was darauf hindeutet, dass wir einen neuen Weg der Erforschung der Regulierung des Verhaltens durch periphere Hormone eröffnet haben."

Dr. Gerard Karsenty

Erfreulicherweise zeigten die Nagetiere keine toxischen Nebenwirkungen bei der Aufnahme von Osteocalcin. "Es ist ein natürlicher Teil unseres Körpers, also sollte es sicher sein", sagt Dr. Karsenty. "Aber natürlich müssen wir mehr Forschung betreiben, um unsere Ergebnisse in die klinische Anwendung für den Menschen zu übertragen."

Das Team fragte sich auch, ob sie einen neuronalen Rezeptor für Osteocalcin identifizieren könnten. Dazu konstruierten sie genetisch ein Mausmodell, bei dem die Nagetiere den Gpr158-Rezeptor "ausgeschaltet" hatten. Gpr158-Rezeptoren befinden sich im Hippocampus, dem Gehirnbereich, der für die Schaffung und Speicherung neuer Erinnerungen verantwortlich ist.

Dann verabreichten die Forscher diesen Nagetieren Osteocalcin-Infusionen. Im Gegensatz zu aktiven Gpr158-Mäusen konnten die Forscher bei den Mäusen, bei denen diese Rezeptoren deaktiviert waren, keine Verbesserung des Gedächtnisses feststellen.

"Diese Ergebnisse zeigen, dass exogenes [Osteocalcin] das Hippocampus-abhängige Gedächtnis in Mäusen verbessern und molekulare Werkzeuge identifizieren kann, um diesen Weg für therapeutische Zwecke nutzbar zu machen", schlussfolgern die Autoren.