Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stammzelltest für Alzheimer-Medikamente

06.12.2013
Warum funktionieren bestimmte Alzheimer-Medikamente in Tiermodellen, aber nicht in klinischen Studien am Menschen?

Ein Forscherteam der Bonner Universität und des universitätsnahen Translationsunternehmens LIFE & BRAIN konnte zeigen, dass sich die Ergebnisse etablierter Testverfahren mit Tiermodellen und bislang benutzten Zelllinien kaum auf die Vorgänge im menschlichen Gehirn übertragen lassen.


Aus iPS-Zellen eines Alzheimer-Patienten gewonnene neurale Stammzellen, mit denen sich im Labor kontinuierlich Nervenzellen für solche Tests herstellen lassen.

(c) Foto: Jerome Mertens/Uni Bonn


Aus neuralen Stammzellen gewonnene ausgereifte Nervenzellen: Das sind Zellen, an denen die Wirkstoffe getestet wurden. Typisch ist die Ausbildung langer Nervenfasern.

(c) Foto: Jerome Mertens/Uni Bonn

Wirkstoffstudien sollten am besten mit humanen Nervenzellen durchgeführt werden, folgern die Wissenschaftler. Die Ergebnisse sind bei Cell Press im Fachjournal „Stem Cell Reports“ veröffentlicht.

In den Gehirnen von Alzheimer-Patienten bilden sich Ablagerungen, die im Wesentlichen aus Beta-Amyloid bestehen und schädlich für die Nervenzellen sind. Wissenschaftler suchen deshalb nach Wirkstoffen, die die Bildung dieser gefährlichen Aggregate verhindern. So führten bestimmte nichtsteroidale Antirheumatika (NSAR) in Tiermodellzellen dazu, dass sich weniger der gefährlichen Beta-Amyloid-Varianten bildeten. In nachfolgenden klinischen Studien am Menschen blieben diese NSAR jedoch weitgehend wirkungslos.

„Die Ursachen für diese negativen Ergebnisse waren lange Zeit unklar“, sagt Prof. Dr. Oliver Brüstle, Direktor des Instituts für Rekonstruktive Neurobiologie der Universität Bonn und Geschäftsführer der LIFE & BRAIN GmbH. „Allerdings sind diese Wirkstoffe nie direkt an der eigentlichen Zielstruktur - der menschlichen Nervenzelle - getestet worden“, ergänzt Erstautor Dr. Jerome Mertens aus Prof. Brüstles Team, der nun am Laboratory of Genetics in La Jolla (USA) arbeitet. Der Grund für die Bevorzugung herkömmlicher Testverfahren ist, dass lebende Neurone bislang nur sehr eingeschränkt verfügbar waren. Jedoch hat sich die Stammzellforschung so gut etabliert, dass sich inzwischen aus Körperzellen sehr effektiv Gehirnzellen gewinnen lassen.

Wissenschaftler wandeln Hautzellen in Nervenzellen um

Nun hat ein Forscherteam mit Mitarbeitern des Instituts für Rekonstruktive Neurobiologie und der Klinik für Neurologie des Bonner Universitätsklinikums zusammen mit Kollegen der LIFE & BRAIN GmbH und der Universität Leuven (Belgien) solche Nervenzellen des Menschen gewonnen. Die Forscher nutzten Hautzellen von zwei Patienten mit einer erblichen Form der Alzheimer-Erkrankung und stellten daraus sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) her, indem sie die Körperzellen in ein quasi embryonales Stadium zurückversetzten. Die so entstandenen „Alleskönnerzellen“ wandelten sie anschließend in Nervenzellen um.

Anhand dieser menschlichen Neurone testeten die Wissenschaftler mehrere Medikamente, die zur Gruppe der nichtsteroidalen Antirheumatika zählen. Als Kontrolle zogen die Forscher auch Nervenzellen heran, die sie aus iPS-Zellen von nicht erkrankten Spendern gewonnen hatten. Sowohl bei den aus Alzheimer-Patienten gewonnenen Nervenzellen als auch bei den Kontrollzellen zeigten die zuvor im Tiermodell positiv getesteten NSAR praktisch keine Wirkung: Die Werte für die schädlichen Beta-Amyloide, die im Gehirn die gefürchteten Aggregate bilden, verringerten sich durch gängige Wirkstoffdosen in den menschlichen Nervenzellen nicht.

Stoffwechselvorgänge im Tiermodell unterscheiden sich vom Menschen

„Um zu belastbaren Vorhersagen über den Erfolg eines Alzheimer-Wirkstoffs zu kommen, müssen die Tests direkt an den betreffenden menschlichen Nervenzellen durchgeführt werden“, folgert Prof. Brüstles Mitarbeiter Dr. Philipp Koch, der die Studie leitete. Warum verringerten die NSAR in den Tierzellen die Gefahr von Ablagerungen im Gehirn, in menschlichen Nervenzellen aber nicht? Das erklären die Wissenschaftler damit, dass sich die Stoffwechselvorgänge etwa in nicht-neuronalen Zellen und Zellen tierischen Ursprungs von den Prozessen in menschlichen Neuronen unterscheiden. „Es mangelt also schlicht an der Übertragbarkeit der Ergebnisse“, sagt Dr. Koch.

Die Wissenschaftler hoffen nun, dass in der Alzheimer-Forschung künftig mehr Wirkstofftests an Neuronen durchgeführt werden, die aus iPS-Zellen von Patienten gewonnen wurden. „Die Entwicklung eines potentiellen Wirkstoffs dauert im Schnitt rund zehn Jahre“, sagt Prof. Brüstle. „Mit der Nutzung patientenspezifischer Nervenzellen als Testsystem könnten Investitionen der Pharma-Unternehmen und die langwierige Suche nach dringend benötigten Alzheimer-Medikamenten deutlich gestrafft werden.“

Publikation: APP Processing in Human Pluripotent Stem Cell-Derived Neurons is Resistant to NSAID-Based Gamma-Secretase Modulation, Stem Cell Reports, DOI: 10.1016/j.stemcr.2013.10.011

Kontakt:

Prof. Dr. Oliver Brüstle
Institut für Rekonstruktive Neurobiologie
Life & Brain Zentrum
Tel. 0228/6885500
E-Mail: r.neuro@uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht MHH-Forscher entdeckt: Ein Muskelprotein hilft bei der Eizellteilung
14.10.2019 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Forscher entschlüsseln Wirkung von Ebola-Impfstoff - Virologen der Uniklinik Köln identifizieren neue Antikörper
08.10.2019 | Uniklinik Köln

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die schnellste Ameise der Welt - Wüstenflitzer haben kurze Beine, aber eine perfekte Koordination

Silberameisen gelten als schnellste Ameisen der Welt - obwohl ihre Beine verhältnismäßig kurz sind. Daher haben Forschende der Universität Ulm den besonderen Laufstil dieses "Wüstenflitzers" auf einer Ameisen-Rennstrecke ergründet. Veröffentlicht wurde diese Entdeckung jüngst im „Journal of Experimental Biology“.

Sie geht auf Nahrungssuche, wenn andere Siesta halten: Die saharische Silberameise macht vor allem in der Mittagshitze der Sahara und in den Wüsten der...

Im Focus: Fraunhofer FHR zeigt kontaktlose, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle von Kunststoffprodukten auf der K 2019

Auf der K 2019, der Weltleitmesse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie vom 16.-23. Oktober in Düsseldorf, demonstriert das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR das breite Anwendungsspektrum des von ihm entwickelten Millimeterwellen-Scanners SAMMI® im Kunststoffbereich. Im Rahmen des Messeauftritts führen die Wissenschaftler die vielseitigen Möglichkeiten der Millimeterwellentechnologie zur kontaktlosen, zerstörungsfreien Prüfung von Kunststoffprodukten vor.

Millimeterwellen sind in der Lage, nicht leitende, sogenannte dielektrische Materialien zu durchdringen. Damit eigen sie sich in besonderem Maße zum Einsatz in...

Im Focus: Solving the mystery of quantum light in thin layers

A very special kind of light is emitted by tungsten diselenide layers. The reason for this has been unclear. Now an explanation has been found at TU Wien (Vienna)

It is an exotic phenomenon that nobody was able to explain for years: when energy is supplied to a thin layer of the material tungsten diselenide, it begins to...

Im Focus: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Wenn der Mensch auf Künstliche Intelligenz trifft

17.10.2019 | Veranstaltungen

Verletzungen des Sprunggelenks immer ärztlich abklären lassen

16.10.2019 | Veranstaltungen

Digitalisierung trifft Energiewende

15.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Dehnbare Elektronik: Neues Verfahren vereinfacht Herstellung funktionaler Prototypen

17.10.2019 | Materialwissenschaften

Lumineszierende Gläser als Basis neuer Leuchtstoffe zur Optimierung von LED

17.10.2019 | Physik Astronomie

Dank Hochfrequenz wird Kommunikation ins All möglich

17.10.2019 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics