Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZINeue humanisierte Mausmodelle sollen die Alzheimersche Demenz besser verstehen helfen
Die Alzheimersche Demenz ist eine neurodegenerative Erkrankung. Mäuse erkranken in der Natur nicht an ihr, trotzdem sind die Tiere für die Erforschung der Krankheit unverzichtbar. Der Wissenschaft fehlen aber noch Mausmodelle, welche die komplexen Zusammenhänge der Alzheimerschen Demenz besser widerspiegeln. Damit ließen sich die Ursachen und der Verlauf der Krankheit besser verstehen und – so die Hoffnung – erfolgversprechende Therapien und frühestmögliche Diagnoseverfahren entwickeln. Forscherinnen und Forscher vom Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI sind auf dem Weg zu besser geeigneten Mausmodellen nun einen großen Schritt weiter. Seine jüngsten Fortschritte bei der Entwicklung neuer Tiermodelle stellte das Team aus Halle (Saale) Anfang November auf der Jahrestagung der Society for Neuroscience erstmals der breiten wissenschaftlichen Öffentlichkeit vor.
Einmal jährlich lädt die Society for Neuroscience (SfN) zur großen Fachtagung ein. Mit ungefähr 30 000 Teilnehmenden ist sie der wichtigste Treffpunkt für Neurowissenschaftlerinnen und -wissenschaftler aus aller Welt. In diesem Jahr fand die Fachkonferenz vom 3.-6. November in San Diego, USA, statt. Vor der versammelten internationalen Fachwelt präsentierte Dr. Holger Cynis, Projektgruppe Molekulare Wirkstoffbiochemie und Therapieentwicklung (MWT) Halle (Saale), am 5. November die Forschungsansätze aus dem Fraunhofer IZI zur Entwicklung neuer Tiermodelle. Holger Cynis war dabei einer von vier Sprechern beim SfN-Symposium »Global Efforts to Build More Predictive Animal Models of Neurodegenerative Disease«, an dem mehr als 500 Gäste aus Forschung und Entwicklung teilnahmen.
Gefördert durch einen der begehrten »New Investigator Research Grants« der US-amerikanischen Alzheimer’s Association hat die Projektgruppe vom Fraunhofer IZI Mausmodelle entwickelt, bei denen jeweils Mausgene durch ein humanes Gen ausgetauscht wurden. Bei den ausgetauschten Genen geht man davon aus, dass sie für die Ausprägung der Alzheimerschen Demenz beim Menschen relevant sind. Mäuse sind auch in der Forschung zur Alzheimerschen Demenz die am häufigsten verwendeten Tiere, da die Gene der Maus im hohen Maße mit der des Menschen übereinstimmen und die Tiere sich gut halten und reproduzieren lassen.
Die am Fraunhofer IZI humanisierten Mausmodelle werden derzeit gründlich charakterisiert, also genauestens auf die Ähnlichkeit mit der menschlichen Pathologie hin analysiert. Dafür müssen die gezielt in ihrer Erbsubstanz veränderten Mäuse zunächst altern, erst dann lassen sich die Symptome der Alzheimerschen Demenz untersuchen. Beim Menschen gehören Gedächtnis- und Orientierungsstörungen, aber auch Sprachstörungen und Störungen des Denk- und Urteilsvermögens zum Krankheitsbild. Diese nehmen im Verlauf der Erkrankung zu und machen die Bewältigung des normalen Alltagslebens für die Betroffenen immer schwieriger.
In Gehirnen von Alzheimer-Patienten lassen sich auffällige Veränderungen feststellen. Maßgebliche Rolle spielen die Proteine β-Amyloid (Aβ) und Tau. Aβ sammelt sich bei der Alzheimerschen Demenz außerhalb der Hirnzellen als Plaques an und ist für Neuronen giftig, Tau verklumpt in den Nervenzellen und schränkt diese in ihrer Funktion ein. Dem Team um Dr. Holger Cynis ist es nun erstmals gelungen das Maus-Gen des Tau-Proteins vollständig durch das humane Gen zu ersetzen. Trotz größerer Ähnlichkeit zwischen den Spezies sind insbesondere Unterschiede im Tau-Protein beschrieben. Dies könnte eine der Ursachen für die unzufriedenstellende Umsetzung experimenteller Ergebnisse in Behandlungserfolge im Menschen sein.
Die Wissenschaftler untersuchten die Gehirne der Mäuse über einen Zeitraum von insgesamt 12 Monaten. Parallel werden Verhaltenstests mit den Mäusen durchgeführt um die kognitive und motorische Leistung zu dokumentieren. Am Ende geht es darum, neue Modelle der Alzheimerschen Demenz zu entwickeln, mit denen sich bessere Vorhersagen zur Wirksamkeit experimenteller Wirkstoffe im Menschen treffen lassen. Die Tiermodelle werden darüber hinaus entwickelt, um neuartige Antikörper-Wirkstoffe zur Behandlung der Alzheimerschen Demenz zu testen, die ebenfalls am Fraunhofer IZI entwickelt werden.
Die Forscher versprechen sich von den neuen humanisierten Mausmodellen den Verlauf der Alzheimerschen Demenz besser nachbilden und die Krankheit besser verstehen zu können. Seit den 1980er Jahren wird intensiv zur Alzheimerschen Demenz geforscht, die 1906 erstmals durch den deutschen Neurologen Dr. Alois Alzheimer beschrieben wurde. Bislang lässt sich der krankheitsbedingte, fortschreitende Gedächtnisverlust nicht heilen oder aufhalten. Im Angesicht einer wachsenden und immer älter werdenden Weltbevölkerung ist die Erforschung der Krankheit aber von hoher Dringlichkeit. Weltweit waren Ende 2017 etwa 50 Millionen Menschen an der Alzheimerschen Demenz erkrankt. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) geht von 10 Millionen Neuerkrankungen pro Jahr aus und hat Regierungen und politische Entscheidungsträger im Dezember letzten Jahres aufgefordert, Demenz zu einer weltweiten Priorität in der Gesundheitspolitik zu erklären: http://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/dementia.
