Nano-ERASER kehrt Alzheimer-Schäden in den Gehirnen von Mäusen um

Die meisten verfügbaren Behandlungen zielen darauf ab, das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit zu verlangsamen; sie rückgängig zu machen, ist jedoch wesentlich schwieriger. Denn sind Neuronen erst verloren, kann das erwachsene Gehirn sie nicht wieder ersetzen.

Eine neue Untersuchung unter Leitung von Forschenden der University of South Carolina liefert nun vielversprechende Hinweise: In Gehirn-Organoiden konnten Neuronen nachwachsen, und bei Mausmodellen für Alzheimer wurde die kognitive Leistung wiederhergestellt.

„Schon nach nur zwei Injektionen wurden diese Mäuse intelligenter“, sagt Peisheng Xu, Professor für Pharmazeutik an der University of South Carolina und korrespondierender Autor der neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Cell Biomaterials veröffentlicht wurde.

„Bereits nach einer Injektion stellten wir fest, dass sich das Verhalten dieser Mäuse von dem unbehandelter Tiere unterschied.“

Die grafische Zusammenfassung der Studie. (Wang et al., Cell Biomater. 2026)

Nano-ERASER und die Umwandlung von Astrozyten

Im Jahr 2017 entwickelten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der University of Cambridge und des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie eine Technik namens Trim-Away. Sie verwendet Antikörper, um bestimmte Proteine in Säugetierzellen für unterschiedliche Zwecke abzubauen.

Das Team der aktuellen Studie entwickelte 2023 eine Variante von Trim-Away, bei der die Antikörper in einem injizierbaren Polymer-Nanogel voller Nanopartikel transportiert werden. Diese Methode nannten die Forschenden Nano-ERASER. Im ersten Versuch richteten sie sich damit gegen Brustkrebs-Zellen.

Nun zeigte das Team, wie Nano-ERASER bei der Behandlung von Alzheimer helfen könnte. Diesmal standen Astrozyten im Fokus – Gehirnzellen, die Neuronen unterstützen und bei Bedarf selbst zu neuen Neuronen werden können.

Nach heutigem Kenntnisstand findet dieser Vorgang überwiegend während der Entwicklung statt. In ausgereiften Gehirnen verlangsamt er sich jedoch drastisch und wird offenbar durch ein Protein namens PTBP1 vermittelt.

Daher nahmen die Forschenden mit dem Nano-ERASER-System PTBP1 als Abbauziel ins Visier. In kultivierten Gehirnzellen und dreidimensionalen Organoiden senkte die Anwendung von Nano-ERASER offenbar den PTBP1-Spiegel und veranlasste Astrozyten dazu, sich in neue Neuronen umzuwandeln.

Mithilfe eines Mikroelektroden-Arrays bestätigte das Team anschliessend, dass diese umgewandelten Neuronen weiterhin wie gewöhnliche Neuronen funktionierten und sogar miteinander verbundene Netzwerke bildeten.

Alzheimer-Mausmodelle zeigen verbesserte Leistungen

Doch würden sich dadurch auch Alzheimer-Symptome bessern?

In den folgenden Tests untersuchten die Forschenden Mausmodelle der Erkrankung und verfolgten Veränderungen im Gehirn sowie im Verhalten der Tiere.

Mäuse mit Alzheimer-ähnlichen Zuständen haben häufig Schwierigkeiten beim Nestbau – ein trauriges Gegenstück zu menschlichen Patientinnen und Patienten, denen alltägliche Aufgaben ebenfalls schwerfallen können.

Das Team prüfte zudem Kognition und Gedächtnis, indem es die Tiere Wasserlabyrinth-Experimenten unterzog.

Tatsächlich erlangten behandelte Mäuse im Verlauf einiger Wochen wieder die Fähigkeit zum Nestbau und konnten die Labyrinthe effizienter bewältigen.

D) Der Versuchsplan. E) Beurteilungen des Nestbaus der Mäuse im Zeitverlauf. F) Die Schwimmpfade in den Wasserlabyrinth-Experimenten. G–I) Die Ergebnisse der Tiere in den verschiedenen Tests. (Wang et al., Cell Biomater. 2026)

Ausserdem beobachtete das Team, dass sich biologische Marker der Alzheimer-Krankheit im Gehirn der Tiere offenbar verbesserten; dazu gehörten Entzündungen und die Ansammlung problematischer Proteine.

„Die neuen Neuronen können ausreifen und überleben“, sagt Xu.

„Wir bestätigten zudem eine deutlich höhere Neuronendichte in den Gehirnen behandelter Mäuse.“

In diesem frühen Forschungsstadium gibt es selbstverständlich keine Garantie dafür, dass sich die Ergebnisse auf Menschen übertragen lassen. Dennoch könnte die Arbeit einen interessanten neuen Ansatz für den Kampf gegen Alzheimer eröffnen.

Frühere Untersuchungen anderer Teams kamen zu dem Ergebnis, dass eine Verringerung von PTBP1 bei Mäusen Neuronen regenerierte und Symptome der Parkinson-Krankheit besserte. Frustrierenderweise konnten spätere Studien diese Resultate jedoch nicht reproduzieren.

Die neue Arbeit scheint die ursprünglichen Befunde zu stützen. Das könnte dafür nützlich sein, eine Reihe neurodegenerativer Erkrankungen rückgängig zu machen.

„Indem sie Neuronen direkt vor Ort ergänzt, die synaptische Architektur wiederherstellt und möglicherweise geschädigte Schaltkreise neu aufbaut, eröffnet die induzierte Neurogenese einen Weg, nicht nur die Neurodegeneration zu verlangsamen, sondern eine ihrer zentralen strukturellen Folgen anzugehen“, schreiben die Forschenden.

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Bevor dies möglich wird, plant das Team zunächst, die Technik über einen längeren Zeitraum und an Primaten zu testen.

„Wenn wir sie in die Klinik bringen können, dürfen wir auf Hoffnung für Patientinnen und Patienten mit Alzheimer-Krankheit hoffen“, sagt Xu.

Die Forschung wurde in der Fachzeitschrift Cell Biomaterials veröffentlicht.

Dieser Artikel wurde von Fiona MacDonald auf Fakten geprüft und von Fiona MacDonald redigiert. Wir sind stolz auf unseren Prozess, doch auch wir sind nur Menschen. Falls Ihnen ein Fehler auffällt, teilen Sie ihn uns bitte mit.