Forschende testen Alzheimer-Prozesse an lebendem Gewebe

Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen haben erstmals lebendes menschliches Hirngewebe genutzt, um die frühen Stadien der Alzheimer-Krankheit nachzubilden. In einer Studie gelang es einem britischen Team, gesundes Gehirngewebe von NHS-Patienten einer schädlichen Proteinform auszusetzen, die mit Alzheimer in Verbindung steht. Diese Proteine, die aus dem Gehirn von Verstorbenen stammen, zeigen, wie Alzheimer die Verbindungen zwischen Gehirnzellen zerstört – und das in Echtzeit.

Diese Forschung bietet einen Blick auf die Entwicklung der Krankheit und könnte helfen, neue Medikamente zu testen und die Chancen auf eine erfolgreiche Behandlung zu erhöhen. Da Demenz weltweit eine wachsende Bedrohung darstellt, mit der Prognose, dass bis 2050 fast 153 Millionen Menschen betroffen sein werden, ist die Suche nach wirksamen Therapien dringender denn je.

Die Studie in Edinburgh zeigte, wie das schädliche Amyloid-beta-Protein an Gehirnzellen anheftet und wichtige Verbindungen zerstört. Das Hirngewebe wurde von Krebspatienten während Routineoperationen entnommen.

Nachdem die Hirnfragmente entnommen wurden, wurden sie in Glasflaschen mit künstlicher Rückenmarksflüssigkeit und Sauerstoff gelegt. Dann fuhren die Wissenschaftler in Taxis zu ihrem Labor, das nur wenige Minuten entfernt war.

„Wir sind praktisch zurück ins Labor gerannt“, zitiert the Guardian Dr. Claire Durrant, Fellow bei Race Against Dementia und Emerging Leader am UK Dementia Research Institute im Centre for Discovery Brain Sciences der Universität Edinburgh.

Hirnfragmente bis zu zwei Wochen lang am Leben erhalten

Dort schnitten sie die Proben in sehr dünne Scheiben, die weniger als einen Drittel Millimeter dick waren, und legten sie in kleine Schalen. Jedes Stück Hirngewebe wurde in einer Flüssigkeit mit Nährstoffen im Inkubator bei 37°C gehalten, um die Körpertemperatur nachzuahmen.
Die Forschenden konnte die Hirnfragmente bis zu zwei Wochen lang am Leben erhalten.

Sie entnahmen das schädliche Amyloid-beta-Protein von Menschen, die an Alzheimer gestorben sind, und setzten es auf das gesunde Hirngewebe, um die Krankheit nachzubilden. „Wir versuchen, Alzheimer nachzubilden“, erklärte Durrant.

Nachdem die Hirnfragmente entnommen wurden, wurden sie in Flaschen mit künstlicher Rückenmarksflüssigkeit transportiert und ins Labor gebracht. Dort schnitten die Forscher die Proben in dünne Scheiben und hielten sie in Nährstoffflüssigkeit bei 37°C, um die Körpertemperatur nachzubilden.

Die Forschenden setzten das schädliche Amyloid-beta-Protein von Alzheimer-Patienten auf das gesunde Gewebe, um die Krankheit nachzubilden.

Medikamente gegen Alzheimer entwickeln

Diese Forschung hilft Wissenschaftlern, Medikamente zu entwickeln, die den Verlust von Synapsen verhindern können. Synapsen sind Verbindungen, die den Informationsaustausch zwischen Gehirnzellen ermöglichen und für das Gedächtnis und Denken wichtig sind. Alzheimer zerstört diese Verbindungen und führt zu Gedächtnis- und Denkproblemen.

Das Team von Durrant entdeckte auch, dass Gehirnproben aus dem Temporallappen – einem Bereich, der früh von Alzheimer betroffen ist – höhere Mengen des Tau-Proteins freisetzten. Dies könnte erklären, warum dieser Teil des Gehirns in den frühen Stadien von Alzheimer besonders anfällig ist, da Tau das Ausbreiten toxischer Proteinformen zwischen den Zellen beschleunigt.

Von Sir Jackie Stewart und James Dyson Foundation gefördert

Die Forschung wurde von der Wohltätigkeitsorganisation Race Against Dementia unterstützt, die von Sir Jackie Stewart nach der Demenzdiagnose seiner Frau gegründet wurde. Zudem gab es eine Spende von 1 Million Pfund von der James Dyson Foundation, die medizinische Forschung und Ingenieurausbildung fördert.

Dyson sagte, der Durchbruch sei ein wichtiger Schritt „auf dem Weg zur Lösung eines der verheerendsten Probleme unserer Zeit“.

„Die Zusammenarbeit mit Hirnchirurgen und ihren zustimmenden Patienten, um Proben von lebendem menschlichem Gehirn zu sammeln und im Labor am Leben zu erhalten, ist eine bahnbrechende Methode“, erklärte er gegenüber der britischen Zeitung. „Sie ermöglicht es den Forschern, Alzheimer besser an echten menschlichen Gehirnzellen zu untersuchen, anstatt auf tierische Ersatzmodelle wie Mäuse zurückzugreifen.“

Übrigens: Der James Dyson Award zeichnet auch 2025 wieder innovative Erfindungen aus. Bewerbungen sind vom 12. März bis 16. Juli möglich. Erfahren Sie, wie die James Dyson Foundation junge Ingenieure unterstützt und nach neuen Ideen sucht.