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Alzheimer-Biomarker: Veränderungen bei transgenen Mäusen entsprechen denen im Menschen

18.07.2013
Luís Maia und Stephan Käser vom Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH) der Universität Tübingen und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) belegen in einer Studie erstmals: Amyloid-beta und Tau Proteine verhalten sich im Liquor eines Mausmodells der Alzheimer-Krankheit praktisch genau so, wie sie sich in der symptomfreien Phase der Erkrankung im menschlichen Patienten verhalten. Die in Science Translational Medicine erschienene Studie eröffnet, so die Senior-Autoren Mathias Jucker und Matthias Staufenbiel, neue Perspektiven beim Einsatz von Mausmodellen in Therapie-Studien.

Denn sie unterstützen die Forscher dabei Veränderungen im Liquor von Patienten vorherzusagen – und das sowohl bei der familiären als auch der sporadischen Form der Alzheimer-Krankheit. Außerdem eignen sich diese transgenen Mausmodelle dafür, neue frühe Biomarker im Liquor und anderen Körperflüssigkeiten zu entdecken.

Die Proteine Amyloid-Beta und Tau spielen eine zentrale Rolle in der Entstehung von Alzheimer. Die Krankheit ist gekennzeichnet durch die Ablagerung erhöhter Mengen jener Proteine, die die charakteristischen Plaques und Neurofibrillen verursachen. Sehr frühe Biomarker, die Veränderungen mindestens zehn Jahre vor den ersten Alzheimer-Symptomen zeigen, können im Liquor eines Menschen gefunden werden: In der Rückenmarksflüssigkeit tritt demnach Amyloid-beta verringert auf, während Tau in erhöhten Mengen sichtbar ist. Die Ursachen dieser veränderten Werte waren bis dato weitgehend spekulativ. Grund dafür war vor allem der vermeintliche Mangel an Tiermodellen, mit denen diese Veränderungen nachvollzogen werden konnten.

Mithilfe bewährter Mausmodelle, die das Transgen für das Vorläuferprotein von Amyloid-beta besitzen und, genau wie Alzheimer Patienten, Amyloid-Plaques im Gehirn bekommen, mussten die Forscher zuerst eine zuverlässige Methode entwickeln, die es ermöglichte, Amyloid-beta und Tau in diesen Tieren zu bestimmen. Sie untersuchten die Konzentration der beiden Proteine im Liquor der Mäuse zu unterschiedlichen Zeitpunkten des Krankheitsverlaufs. Somit konnten sie verlässlich nachweisen, dass sobald die ersten Amyloid-Plaques im Gehirn auftraten, der Amyloid-beta-Wert in der Rückenmarksflüssigkeit sank und die Tau-Konzentration anstieg. Das Bemerkenswerte daran: Mäuse entwickeln im Gegensatz zu Menschen weder Tau-Ablagerungen, so genannte Neurofibrillen, noch leiden sie unter Nervenzellverlust, wie sie im Alzheimer Gehirn vorkommen. Damit ist es den Alzheimer-Forschern zum ersten Mal gelungen, die Zunahme des Tau-Proteins im Liquor – unabhängig von diesen beiden für Alzheimer noch typischen Veränderungen – zu zeigen.

Hirnforscher wissen mittlerweile durch Studien an Patienten mit familiärem Alzheimer, dass schon ein bis zwei Jahrzehnte vor Auftreten der ersten klinischen Symptome krankhafte Prozesse im Körper ablaufen. Zum Zeitpunkt der Diagnose liegen bereits schwere irreversible Hirnschäden vor. Das macht es umso dringender, bereits vor Auftreten der ersten Krankheitszeichen Alzheimer zu diagnostizieren und Risiko-Patienten frühzeitig zu identifizieren. Ziel muss es sein, so die Experten, Therapien zu entwickeln, die vor der Entstehung irreparabler Schäden eingreifen. Durch valide Biomarker, wie z.B. Proteine im Blut oder Liquor, genetische Variationen (Mutationen) oder durch Bildgebung nachweisbare Veränderungen im Gehirn, könnten besonders die Frühstadien von Alzheimer erkannt und das Fortschreiten der Demenz vorhergesagt werden.

Originaltitel der Publikation
L. F. Maia, S. A. Kaeser, J. Reichwald, M. Hruscha, P. Martus, M. Staufenbiel, M. Jucker

Changes in amyloid-b and Tau in the cerebrospinal fluid of transgenic mice overexpressing amyloid precursor protein. Sci. Transl. Med. 5, 194rexx (2013)

Silke Jakobi | idw
Weitere Informationen:
http://www.hih-tuebingen.de

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