Alzheimer: Mikroglia könnten ein neuer Behandlungsansatz sein

Die Analyse menschlichen Hirngewebes hat Unterschiede im Verhalten von Immunzellen in Gehirnen von Menschen mit Alzheimer-Erkrankung gegenüber gesunden Gehirnen aufgezeigt. Das deutet auf einen möglichen neuen Ansatzpunkt für Behandlungen hin.

Eine von der University of Washington geleitete und im August veröffentlichte Untersuchung ergab, dass sich Mikroglia in den Gehirnen von Menschen mit Alzheimer-Erkrankung häufiger in einem präinflammatorischen Zustand befanden. Dadurch waren sie weniger wahrscheinlich schützend tätig.

Mikroglia sind Immunzellen, die zur Gesunderhaltung des Gehirns beitragen: Sie beseitigen Abfallstoffe und unterstützen die normale Gehirnfunktion.

Bei Infektionen oder wenn abgestorbene Zellen entfernt werden müssen, können diese bemerkenswert wandlungsfähigen Zellen ihre verzweigte Form aufgeben, beweglicher werden und Eindringlinge sowie Zellreste aufnehmen. Während der Entwicklung „beschneiden“ sie zudem Synapsen, was die Verschaltung des Gehirns so formt, dass es gut funktionieren kann.

Mikroglia und die Alzheimer-Erkrankung

Welche Rolle Mikroglia bei Alzheimer genau spielen, ist noch nicht abschließend geklärt. Bei Menschen mit dieser verheerenden neurodegenerativen Erkrankung reagieren einige Mikroglia jedoch übermäßig stark und könnten Entzündungen auslösen, die zum Absterben von Gehirnzellen beitragen.

Klinische Studien mit entzündungshemmenden Medikamenten gegen Alzheimer haben bislang leider keine deutlichen Wirkungen gezeigt.

Um die Funktion von Mikroglia bei Alzheimer genauer zu untersuchen, analysierten die Neurowissenschaftler Katherine Prater und Kevin Green von der University of Washington gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen mehrerer US-Institutionen Hirngewebe aus Autopsien von Forschungsspendern. Darunter waren 12 Personen mit Alzheimer und 10 gesunde Kontrollpersonen. Untersucht wurde die Genaktivität der Mikroglia.

Genprofile verschiedener Mikroglia-Cluster

Mithilfe einer neuen Methode zur Verbesserung der Einzelkern-RNA-Sequenzierung konnte das Team anhand ihrer jeweils einzigartigen Genexpressionsmuster, die den Zellen ihre Aufgaben vorgeben, zehn verschiedene Mikroglia-Cluster im Hirngewebe detailliert identifizieren.

Drei dieser Cluster waren zuvor noch nicht beobachtet worden; eines davon trat bei Menschen mit Alzheimer-Erkrankung häufiger auf. Bei diesem Mikroglia-Typ waren Gene aktiv, die an Entzündungen und am Zelltod beteiligt sind.

Insgesamt stellten die Forschenden fest, dass Mikroglia-Cluster in den Gehirnen von Menschen mit Alzheimer-Erkrankung häufiger einem präinflammatorischen Zustand zuzuordnen waren.

Das bedeutet, dass sie mit höherer Wahrscheinlichkeit entzündungsfördernde Moleküle produzieren, welche Gehirnzellen schädigen und möglicherweise zum Fortschreiten der Alzheimer-Erkrankung beitragen können.

Zugleich waren die Mikroglia-Typen in den Gehirnen von Menschen mit Alzheimer-Erkrankung seltener schützend. Dadurch war ihre Fähigkeit beeinträchtigt, abgestorbene Zellen und Abfallstoffe zu beseitigen sowie ein gesundes Altern des Gehirns zu fördern.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler gehen außerdem davon aus, dass Mikroglia im Laufe der Zeit ihren Typ verändern können. Daher lässt sich nicht allein anhand einer Momentaufnahme eines Gehirns sicher bestimmen, welchen Mikroglia-Typ eine Person hat. Die Veränderungen der Mikroglia über längere Zeit zu verfolgen, könnte helfen zu verstehen, wie sie zur Alzheimer-Erkrankung beitragen.

„Zum jetzigen Zeitpunkt können wir nicht sagen, ob die Mikroglia die Pathologie verursachen oder ob die Pathologie diese Mikroglia dazu bringt, ihr Verhalten zu verändern“, sagte Prater.

Mögliche Ansatzpunkte für neue Behandlungen

Die Forschung befindet sich noch in einer frühen Phase. Sie verbessert jedoch das Verständnis für die Rolle dieser Zellen bei Alzheimer und legt nahe, dass bestimmte Mikroglia-Cluster Ziele für neue Behandlungen sein könnten.

Das Team hofft, dass seine Arbeit zur Entwicklung neuer Therapien führt, welche das Leben von Menschen mit Alzheimer-Erkrankung verbessern können.

„Nachdem wir nun die genetischen Profile dieser Mikroglia bestimmt haben, können wir versuchen, genau herauszufinden, was sie tun, und hoffentlich Wege identifizieren, ihr Verhalten zu verändern, das möglicherweise zur Alzheimer-Erkrankung beiträgt“, sagte Prater.

„Wenn wir feststellen können, was sie tun, könnten wir ihr Verhalten möglicherweise mit Behandlungen verändern, die diese Krankheit verhindern oder verlangsamen könnten.“

Die Studie wurde in Nature Aging veröffentlicht.

Eine frühere Fassung dieses Artikels wurde im August 2023 veröffentlicht.