Alzheimer: Warum das Gehirn Amyloid nicht ausreichend beseitigt – neue Studie gibt Antworten
Ein bestimmtes Enzym beeinflusst Immunzellen im Gehirn und könnte bei Alzheimer den Abbau schädlicher Ablagerungen verbessern.
PTP1B als neuer Ansatz gegen Gedächtnisverlust: Im Alzheimer-Mausmodell aktiviert seine Hemmung die Immunzellen (grün) und verringert Amyloid-Plaques (grau). © Tonks lab/CSHL
Alzheimer gehört zu den häufigsten Ursachen für Demenz. In Deutschland leben rund 1,8 Millionen Menschen mit einer entsprechenden Diagnose. Mit dem Alter steigt das Risiko deutlich. Seit Jahren richtet sich der Blick der Forschung auf ein Eiweiß namens Amyloid-Beta. Es lagert sich im Gehirn ab und bildet sogenannte Plaques. Doch beim Abbau von Amyloid geht es längst um mehr als um die bloßen Ablagerungen. Entscheidend ist eine andere Frage: Warum schafft es das Gehirn nicht, sie zuverlässig zu beseitigen?
Eine aktuelle Studie liefert darauf eine präzise Antwort. Das Forschungsteam um Nicholas Tonks beschreibt einen Mechanismus, der wie eine Bremse im Gehirn wirkt. Wird diese Bremse gelöst, verbessert sich im Tiermodell nicht nur die Beseitigung von Amyloid, sondern auch die Gedächtnisleistung.
Wenn die Müllabfuhr im Gehirn schlappmacht
Im gesunden Gehirn übernehmen sogenannte Mikroglia die Rolle einer inneren Müllabfuhr. Diese Immunzellen erkennen überschüssige Eiweiße und Zellreste. Sie nehmen sie auf und bauen sie ab. Auch Amyloid-Beta gehört zu ihrem Aufgabenbereich.
Diese Zellen verlieren mit der Zeit jedoch an Leistungsfähigkeit. „Im Verlauf der Erkrankung werden diese Zellen erschöpft und weniger effektiv“, sagt die Erstautorin Yuxin Cen.
Ein Enzym namens PTP1B wirkt dabei wie eine Bremse im System. Es greift in die Signalübertragung der Zellen ein und hält die Aktivität der Mikroglia zurück. Sobald PTP1B blockiert oder genetisch ausgeschaltet wird, lösen sich diese Hemmungen. Die Immunzellen arbeiten spürbar intensiver und nehmen mehr schädliches Amyloid auf.
Studie belegt: Blockiertes Enzym verbessert Amyloid-Abbau
Untersucht wurde ein etabliertes Mausmodell, die sogenannten APP/PS1-Mäuse. Diese Tiere entwickeln typische Amyloid-Ablagerungen und zeigen Gedächtnisdefizite. Die Forschenden gingen zweigleisig vor:
- genetische Ausschaltung von PTP1B
- pharmakologische Hemmung des Enzyms
Die Ergebnisse waren klar. Die behandelten Tiere schnitten in Gedächtnistests besser ab als unbehandelte Kontrolltiere. Gleichzeitig sank die Menge an Amyloid-Plaques im Gehirn signifikant. Konkrete Prozentzahlen nennt die Veröffentlichung nicht, sie beschreibt jedoch eine statistisch relevante Reduktion.
Auf molekularer Ebene aktivierte die Hemmung von PTP1B einen wichtigen Signalweg namens SYK. Dieser steuert die sogenannte Phagozytose – also die Fähigkeit der Mikroglia, schädliche Substanzen aufzunehmen und zu verdauen.
Mehr Energie für aktive Immunzellen
Aktive Zellen benötigen Energie. Die Untersuchung zeigt, dass nach der Blockade von PTP1B sowohl die mitochondriale Energiegewinnung als auch die Glykolyse anstiegen. Zusätzlich wurde der AKT-mTOR-Signalweg aktiviert. Dieser Signalweg sorgt dafür, dass Zellen genügend Energie und Bausteine für ihre Arbeit erhalten.
Die Kombination aus stärkerem Signalweg und erhöhtem Energieumsatz machte die Mikroglia leistungsfähiger. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Hemmung von PTP1B die Funktion der Mikroglia verbessern und Aβ-Plaques beseitigen kann“, so Cen.
Persönliche Motivation des Studienleiters
Tonks beschäftigt sich seit 1988 mit PTP1B. Seine Motivation ist auch persönlicher Natur. Seine Mutter litt an Alzheimer. „Es ist ein langsames Abschiednehmen“, sagt er. „Man verliert die Person Stück für Stück.“
Diese Erfahrung erklärt, warum das Team nach neuen Wegen sucht, den Krankheitsverlauf zu verlangsamen. Alzheimer verursacht weltweit enorme Kosten. Fachleute sprechen von Belastungen in Billionenhöhe. Gleichzeitig steigen die Fallzahlen mit der alternden Bevölkerung.
Kombinationstherapien im Blick
Der neue Ansatz ersetzt bestehende Therapien nicht. Er ergänzt sie. Bereits zugelassene Medikamente zielen meist direkt auf Amyloid-Ablagerungen. Ihr Nutzen gilt als begrenzt. „Der Einsatz von PTP1B-Inhibitoren, die mehrere Aspekte der Pathologie einschließlich der Aβ-Beseitigung ansprechen, könnte einen zusätzlichen Effekt bringen“, sagt der Steven Ribeiro Alves, er ebenfalls an der Studie beteiligt war.
Das Labor arbeitet mit dem Unternehmen DepYmed, Inc. zusammen, um geeignete Wirkstoffe zu entwickeln. Bestehende Medikamente sollen mit den neuen PTP1B-Hemmern kombiniert werden. „Das Ziel ist es, das Fortschreiten von Alzheimer zu verlangsamen und die Lebensqualität der Patienten zu verbessern“, sagt Tonks.
Die Ergebnisse stammen aus einem Mausmodell. Ob sich der Effekt beim Menschen bestätigen lässt, müssen klinische Studien zeigen. Dennoch liefert die Arbeit einen wichtigen Hinweis darauf, warum der Amyloid-Abbau im Gehirn bei Alzheimer ins Stocken gerät – und wie sich dieser Prozess möglicherweise wieder in Gang bringen lässt.
Kurz zusammengefasst:
- Bei Alzheimer scheitert der Abbau von Amyloid häufig daran, dass die Mikroglia – die Immunzellen des Gehirns – im Krankheitsverlauf erschöpfen und Plaques nicht mehr effizient entfernen.
- Eine neue Studie zeigt im APP/PS1-Mausmodell: Wird das Enzym PTP1B genetisch ausgeschaltet oder gehemmt, sinkt die Amyloid-Belastung signifikant und die Gedächtnisleistung verbessert sich messbar.
- Mechanistisch aktiviert die PTP1B-Hemmung den SYK-Signalweg und steigert den Energieumsatz der Mikroglia – ein möglicher Ansatz für künftige Kombinationstherapien gegen Alzheimer.
Übrigens: Frauen erkranken deutlich häufiger an Alzheimer – neue Forschung deutet darauf hin, dass nicht Hormone, sondern fehlgeleitete Immunzellen im Gehirn den Verlauf verschärfen. Warum gerade diese Abwehrreaktionen bei Frauen mehr Schaden anrichten und was das für künftige Therapien bedeutet, mehr dazu in unserem Artikel.
Bild: © Tonks lab/CSHL
