Xenon könnte einen neuen Ansatz gegen Alzheimer bieten

Ein träges, kaum reaktionsfreudiges Gas wirkt zunächst nicht wie ein naheliegender Kandidat für die Behandlung der Alzheimer-Krankheit. Eine neue Studie an Mäusen deutet jedoch darauf hin, dass Xenon genau den dringend benötigten Durchbruch bringen könnte.

Xenon gehört zu den sechs Edelgasen. Sein Name geht auf das griechische Wort für „fremd“ zurück. In der Medizin wird es seit den frühen 1950er-Jahren als Narkosemittel eingesetzt, in jüngerer Zeit zudem zur Behandlung von Hirnverletzungen. Darüber hinaus wird es in klinischen Studien bei mehreren Erkrankungen erprobt, darunter Depressionen und Panikstörungen.

Die neue Untersuchung der Washington University und des Brigham and Women’s Hospital – dem Lehrkrankenhaus der Harvard Medical School – in den USA befasste sich mit dem Potenzial von Xenon gegen die mit Alzheimer verbundenen Veränderungen im Gehirn.

Zu diesen Veränderungen, die sich in den Gehirnen aller Menschen mit Demenz finden lassen, zählen Ablagerungen der Proteine Amyloid und Tau. Bei Alzheimer gehen zudem Synapsen verloren, also die Verbindungen zwischen Nervenzellen. Gerade diese Verbindungen ermöglichen es uns, zu denken, zu fühlen, uns zu bewegen und uns zu erinnern.

Ein weiteres typisches Merkmal von Alzheimer-Gehirnen ist eine Entzündung. Dabei handelt es sich um die Reaktion des Körpers auf Verletzungen oder Krankheiten, die eine Immunantwort zur Heilung des geschädigten Gewebes auslöst.

Normalerweise klingt eine Entzündung ab, sobald das Gewebe geheilt ist. Bei Alzheimer verschwindet sie jedoch nicht; die ausgelösten Immunreaktionen können dann gesunde Gehirnzellen schädigen.

Alle diese Veränderungen führen zu Alzheimer-Symptomen wie Gedächtnisverlust, Verwirrung und Stimmungsschwankungen.

Wir wissen nicht, wodurch die Alzheimer-Krankheit verursacht wird. Eine führende Theorie besagt jedoch, dass eine Ansammlung von Amyloid den Prozess anstößt, aus dem die nachfolgenden Veränderungen entstehen. Amyloid gezielt anzugreifen, erscheint daher als offensichtlicher Behandlungsansatz.

Vor etwas mehr als zwei Jahren wurde bekannt, dass eine dieser Behandlungen, Lecanemab, den Fortschritt des Abbaus erfolgreich verlangsamen kann.

Die zunehmenden Proteinablagerungen und der Verlust von Synapsen entwickeln sich über Jahrzehnte. Ob die direkte Bekämpfung eines einzelnen Proteins – Amyloid oder Tau – das Fortschreiten der Krankheit stoppen oder alle charakteristischen Schäden messbar beeinflussen kann, muss sich erst noch zeigen.

Gehirnzellen und die Rolle der Mikroglia

Im Gehirn arbeiten mehrere Zelltypen zusammen, um dessen Funktion zu gewährleisten. Nervenzellen sind für praktisch alles verantwortlich: Gehen, Sprechen, Denken und Atmen. Astrozyten versorgen Nervenzellen mit Energie und übernehmen zudem stützende sowie schützende Aufgaben.

Zu den weiteren wichtigen Gehirnzellen gehören Mikroglia. Diese Immunzellen helfen unter anderem dabei, Krankheitserreger und abgestorbene Zellen zu beseitigen. Sind sie jedoch überaktiv, können sie eine chronische Entzündung im Gehirn verursachen.

Je nach Umgebung können Mikroglia verschiedene Zustände annehmen, die von inaktiv bis aktiv reichen. Diese Zustände unterscheiden sich sowohl in ihrem Erscheinungsbild als auch, entscheidend, in ihren Funktionen. Aktive Mikroglia können beispielsweise angesammelte Rückstände beseitigen, etwa unerwünschte Proteine, Zellen und Infektionen.

Die Forschenden der aktuellen Studie nutzten Mäuse, deren Gehirne dieselben bei Alzheimer beobachteten Veränderungen aufweisen, um die Rolle der Mikroglia zu untersuchen. Sie identifizierten einen bestimmten aktiven Mikroglia-Zustand, der mit Entzündungen verbunden war. Anschließend ließen sie die Mäuse Xenongas einatmen, wodurch sich der Zustand ihrer Mikroglia veränderte.

In diesem veränderten Zustand konnten die Mikroglia Amyloidablagerungen umschließen, aufnehmen und zerstören. Zugleich änderte sich ihre Funktion so, dass sie keine weitere Entzündung mehr antrieben.

Die Forschenden stellten außerdem fest, dass sowohl Anzahl als auch Größe der Amyloidablagerungen zurückgingen. Sämtliche dieser Veränderungen standen mit dem veränderten Zustand der Mikroglia in Zusammenhang.

Xenon bei Alzheimer: Effekte auf weitere Hirnveränderungen

Doch wie steht es um die anderen Veränderungen, die in den Gehirnen von Menschen mit Alzheimer auftreten? Die Studie deutete ebenfalls darauf hin, dass das Einatmen von Xenon die Schrumpfung des Gehirns – ein häufiges Merkmal der Alzheimer-Krankheit – verringern und die Unterstützung der Verbindungen zwischen Nervenzellen verstärken könnte. Bei allen untersuchten Mäusen gingen zudem Marker der überschießenden Entzündungsreaktion zurück.

Insgesamt legt die Forschung somit nahe, dass eingeatmetes Xenon aktive Mikroglia aus einem für die Alzheimer-Krankheit typischen aktiven Zustand in einen Zustand vor Alzheimer überführt. Dieser Zustand vor Alzheimer fördert den Abbau von Amyloidablagerungen und senkt die Botenstoffe, welche die übermäßige Entzündung verursachen.

Neue Hoffnung

Bislang gibt es bei Alzheimer keine Medikamente, die auf Mikroglia abzielen, während beim Umgang mit Amyloidansammlungen bereits Fortschritte erzielt wurden. Die derzeit verfügbaren Arzneimittel zur Senkung von Amyloid im Gehirn bewirken eine moderate Verringerung der Amyloidablagerungen und der Geschwindigkeit des Abbaus.

Die Amyloidbehandlung wird sich mit der Zeit verbessern. Doch was ist mit den anderen Veränderungen im Gehirn, etwa Tauablagerungen, Gehirnschrumpfung und Synapsenverlust?

Die neue Forschung eröffnet die Möglichkeit, einen Zelltyp gezielt anzusprechen, der von Natur aus das Potenzial besitzt, all diese charakteristischen Schäden zu beeinflussen.

Klinische Studien mit gesunden Freiwilligen sollen noch in diesem Jahr beginnen. Sollten sich die Ergebnisse bestätigen, könnte Xenon einen völlig neuen Ansatz gegen diese den Verstand raubende Krankheit bieten. Es wäre eine Behandlung, die nicht Amyloid unmittelbar ins Visier nimmt, sondern die Immunantwort des Gehirns neu einstellen soll, um allen zerstörerischen Veränderungen der Krankheit entgegenzuwirken. Seltsamere Dinge sind schon geschehen.

Ritchie Williamson, Forschungsdirektor, außerordentlicher Professor für Therapeutik, University of Bradford

Dieser Artikel wird unter einer Creative-Commons-Lizenz von The Conversation erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.