11.11.2009

Projekte 2009 - Ursachen im Fokus der Forschung

Viele Theorien über die möglichen Ursachen der Alzheimer-Krankheit sind in den letzten Jahren entstanden und weiterentwickelt worden. Das Herausarbeiten der genauen Ursachen und vor allem auch deren präzise Mechanismen sind Gegenstand der heutigen und zukünftigen Alzheimer-Forschung. Die AFI fördert Forschungsansätze zur Ursachenforschung der Alzheimer-Krankheit. Die wichtigsten Theorien über die Ursachen der Krankheit und die Lösungsansätze der diesjährigen Preisträger stellen wir Ihnen hier vor.

Zu den möglichen Ursachen der Alzheimer-Krankheit zählt unter anderem das Verklumpen von β-Amyloid Eiweißbruchstücken zu Plaques, die die Kommunikation von Nervenzellen beeinträchtigen. Verdrehte Tau-Proteine (Fibrillen) innerhalb der Nervenzellen, die den Transport von Nährstoffen und anderen wichtigen Substanzen in der Zelle stören, stellen ebenfalls eine mögliche Ursache dar. In den letzten Jahren werden vor allem entzündliche Prozesse für die Bildung von sowohl Plaques als auch Fibrillen verantwortlich gemacht.

Eine weitere mögliche Ursache der Alzheimer-Krankheit ist der so genannte oxidative Stress. Dabei wird angenommen, dass ein Anstieg der Konzentration von freien Sauerstoffradikalen in der Zelle das Neuronensterben verursacht.

Mögliche Ursache: Falsche und krankmachende Spaltung des Amyloid-Vorläufer-Proteins

Das Amyloid-Vorläufer Protein (APP) ist ein Eiweiß, das unter anderem beteiligt ist an der Bildung von Kontaktstellen zwischen Nervenzellen. Neue Nervenzellen entstehen und vernetzen sich durch Lernprozesse. Im gesunden Gehirn wird unter normalen Umständen das Amyloid-Vorläufer Protein (APP) zu einem bestimmten Zeitpunkt durch das Enzym α-Sekretase gespalten. Die Bruchstücke des Eiweißes, lösliches sAPP (das einen schützenden Effekt auf Nervenzellen ausübt), werden später auf natürlichem Wege vom Körper abtransportiert.

Die beiden anderen am Abbau von APP beteiligten Enzyme γ und β-Sekretase spalten das Eiweiß ebenfalls. Wenn dabei kurze und lösliche β-Amyloid Bruchstücke entstehen, werden diese wie bei der Spaltung durch die α-Sekretase vom Organismus abtransportiert.

Im Falle der Alzheimer-Krankheit jedoch sorgen γ- und β-Sekretase dafür, dass längere und unlösliche Bruchstücke des APP-Eiweiß entstehen. Diese werden nicht auf natürlichem Wege abtransportiert, sondern verklumpen sich zu Eiweiß-Plaques, die sich an Nervenzellen andocken und die Signalübertragung im Gehirn ernsthaft stören. Diese Störung wiederum äußert sich in den Symptomen der Alzheimer-Krankheit.

Mögliche Lösung: Spaltung kontrollieren durch Einfluss auf die Enzyme α-, γ- und β- Sekretase und Bindungspartner von Plaques identifizieren

Weltweit gibt es Forschungsansätze, die zum Ziel haben, die Plaquebildung zu vermindern oder sogar ganz zu verhindern. Diese Ansätze konzentrieren sich hauptsächlich auf die an der APP-Spaltung beteiligten Enzyme α-, γ- und β- Sekretase. Ein Ansatz ist es, die α-Sekretase zu aktivieren und somit den normalen Abbauprozess von APP zu unterstützen. Die Entwicklung von α-Sekretase-Aktivatoren ist derzeit in Arbeit.

Ein weiterer Ansatz ist die Entwicklung von γ und β-Sekretase-Modulatoren. Sie sollen die beiden Enzyme so beeinflussen, dass sie bei der Spaltung des APP nur kurzes und lösliches β-Amyloid produzieren. Ein anderer Ansatz konzentriert sich auf die Hemmung der γ-Sekretase. Auch damit soll die krankmachende Spaltung des APP und somit die Bildung von Plaques verhindert werden.

Wenn durch fehlerhafte Spaltung des APP Plaques gebildet wurden, sind Bindungspartner nötig, mit deren Hilfe sich die Verklumpungen an Nervenzellen heften können. Diese Bindungspartner zu identifizieren und Einfluss auf sie auszuüben ist ebenfalls Gegenstand der aktuellen Alzheimer-Forschung.

Mögliche Ursache: Oxidativer Stress

Freie Sauerstoffradikale entstehen als Nebenprodukt bei verschiedenen Stoffwechselwegen im Körper und erfüllen wichtige Aufgaben bei der Immunabwehr. Bei gesunden Personen stehen oxidative und antioxidative Prozesse im Gleichgewicht. Ist der Spiegel an freien Radikalen erhöht, spricht man von oxidativem Stress. Freie Radikale werden für den Alterungsprozess verantwortlich gemacht. Bei der Alzheimer-Krankheit kommt es zu einem massiven Anstieg freier Radikale im Gehirn. Wichtige Zellstrukturen werden dabei zerstört. Eine mögliche Lösung könnte die Aktivierung zelleigener Abwehr gegen oxidativen Stress sein.

Neue AFI-Projekte, die sich Ursachen und ihren Lösungen widmen

Dr. Andreas Fellgiebel führt am Universitätsklinikum Mainz eine Placebo-kontrollierte klinische Studie mit Menschen mit leichter bis mittelschwerer Demenz durch. Sein Projekt wird von 2009 bis 2011 mit 66.000€ gefördert. Getestet wird ein bereits zugelassenes Medikament gegen Schuppenflechte, welches eine starke α-Sekretase aktivierende Wirkung hat. Es soll die Frage beantwortet werden, ob dieses Medikament in der Lage ist, die Spaltung von APP in lösliches sAPP zu aktivieren.
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Dr. Dr. Jens Pahnke und Dr. Fabian Gosselet, deren grenzüberschreitendes Projekt von 2009 bis 2011 mit 80.000 € gefördert wird, beschäftigen sich mit dem Abtransport von giftigen Stoffwechselprodukten und Eiweißen wie Plaques. Transportmoleküle an der Blut-Hirn-Schranke sollen im Zellkulturmodell genau untersucht werden. Langzeiteinflüsse auf diese Transportermoleküle, wie durch Medikamenteneinnahme, Umwelteinflüsse oder Ernährungsgewohnheiten sollen ebenfalls geprüft werden. Die Erlöse aus der Aktion „Flagge zeigen“ 2009 kommen diesem ausgezeichneten Projekt, das an den Universitäten Rostock und Lens (Frankreich) durchgeführt wird, zugute.
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Dr. Michael Baier arbeitet am Robert-Koch-Institut Berlin an der Rolle des Prion-Proteins. Dieses Eiweiß kommt in den Membranen der Gehirnzellen vor. Dr. Baiers Ansatz stützt sich auf aktuelle Forschungsergebnisse die zeigen, dass Prion-Proteine Bindungspartner für Plaques darstellen und damit die fatalen Auswirkungen der Verklumpungen ermöglichen. Im Tiermodell soll nun untersucht werden, ob sich das Fehlen dieses Bindungspartners auf die Entstehung der Alzheimer-Krankheit auswirkt. Dieses innovative Projekt wird von 2009 bis 2011 mit 63.300 € gefördert.
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Dr. Christoph Wruck, Universitätsklinikum Aachen, konzentriert sich bei seinem Ansatz auf oxidativen Stress als Ursache für das Neuronensterben bei der Alzheimer-Krankheit. Antioxidative Enzyme sollen die Zellabwehr gegen freie Radikale erhöhen. Im Rahmen des Projekts soll in erster Linie der Transkriptionsfaktor, welcher das Gen für antioxidative Enzyme aktiviert, untersucht werden. Zudem soll geprüft werden, ob die medikamentöse Aktivierung dieses Transkriptionsfaktors im Tiermodell eine schützende Wirkung gegen Alzheimer hat. Das Projekt wird von 2009 bis 2011 mit 80.000 € gefördert.
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