Alzheimer bei Grünen Meerkatzen: Was Amyloid-beta verrät

Alzheimer-ähnliche Veränderungen bei Grünen Meerkatzen

Können Affen an Alzheimer erkranken, oder ist diese Krankheit ausschließlich Menschen vorbehalten?

Mit zunehmendem Alter können sich im Gehirn Afrikanischer Grüner Meerkatzen Veränderungen bilden, die jenen bei Alzheimer ähneln.

Das heißt jedoch nicht, dass sie die vollständige Erkrankung entwickeln, wie sie beim Menschen vorkommt. Dennoch wirft es eine Frage auf: Könnten diese Affen Forschenden dabei helfen zu verstehen, was geschieht, bevor das Gedächtnis nachlässt?

Eine neue, in Communications Biology veröffentlichte Studie zeigt: Grüne Meerkatzen bewältigten einen Gedächtnistest weiterhin gut, nachdem sie kleine Ansammlungen eines mit Alzheimer verbundenen Proteins erhalten hatten. Ein Jahr später ließen sich in der Flüssigkeit rund um ihr Gehirn allerdings noch immer Anzeichen einer biologischen Reaktion nachweisen.

„Am meisten überrascht hat mich, wie dauerhaft die molekulare Reaktion war“, sagte die gleichrangige Erstautorin Bianca Brown, Biochemikerin an der Yale University, gegenüber ScienceAlert.

Brown und ihr Team untersuchten Amyloid-beta, ein Protein, das in der Alzheimer-Forschung intensiv erforscht wird. Es kann sich zu kleinen Ansammlungen zusammenlagern, die Oligomere genannt werden. Forschende vermuten, dass diese Cluster Nervenzellen beeinflussen könnten, noch bevor sich größere Amyloid-Ablagerungen bilden.

Beim Menschen können mit Alzheimer verknüpfte biologische Veränderungen bereits Jahre vor den ersten Symptomen einsetzen. Gerade diese Phase lässt sich nur schwer untersuchen. Forschende können Krankheitsanzeichen messen, aber nicht jede einzelne Veränderung im Gehirn eines lebenden Menschen verfolgen.

Frühere Versuche hatten bereits Alzheimer-ähnliche Veränderungen im Hirngewebe von Affen festgestellt, denen im Labor hergestellte Amyloid-beta-Cluster verabreicht worden waren. Diesmal wollten die Forschenden herausfinden, ob sich Spuren dieser Reaktion deutlich später noch in einer Probe eines lebenden Tieres erkennen lassen.

Untersuchung der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit

Untersucht wurde die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit, die Gehirn und Rückenmark umgibt. Fünf weibliche Affen erhielten synthetische Amyloid-beta-Cluster, drei weitere eine Kontrolllösung.

Die Behandlung wurde über einen Zugang verabreicht, der mit dem flüssigkeitsgefüllten Raum um das Rückenmark verbunden war. Brown bestätigte, dass die Tiere über vier Wochen hinweg 12 Verabreichungen bekamen – jeweils drei pro Woche.

Das Team beobachtete außerdem das Gedächtnis der Affen.

Jedem Tier wurde auf einem Bildschirm eine Form gezeigt. Nach einer kurzen Pause musste es diese unter mehreren anderen Formen wiedererkennen. Bei den behandelten Affen zeigte sich während des Versuchs und auch im darauffolgenden Jahr keine Verschlechterung in dieser Aufgabe.

Proben der Flüssigkeit, die 12 Monate nach der letzten Behandlung entnommen wurden, deuteten jedoch darauf hin, dass sich etwas verändert hatte.

Verglichen mit der Kontrollgruppe wiesen die behandelten Affen höhere Konzentrationen von C3 auf, einem Protein, das an der Immunreaktion des Körpers beteiligt ist. Einige Proteine, die mit Verbindungen zwischen Nervenzellen zusammenhängen, lagen niedriger vor. Außerdem entdeckten die Forschenden Unterschiede bei Proteinen, die mit Blutgefäßen und der Blutgerinnung in Beziehung stehen.

Separat untersuchten sie einen Anteil der Flüssigkeit, der mit winzigen Partikeln, darunter extrazellulären Vesikeln, angereichert war. Dadurch kamen weitere Proteinveränderungen zum Vorschein, die bei der Betrachtung der gesamten Flüssigkeit schwerer zu erkennen gewesen waren.

Einige dieser Muster ähnelten Befunden aus der Alzheimer-Forschung.

Anhaltende biologische Reaktion ohne Gedächtnisverlust

Bemerkenswert war das Ergebnis, weil die Affen die Formen weiterhin erinnern konnten, während Proben aus ihrer Gehirnumgebung Anzeichen einer Reaktion auf eine Behandlung enthielten, die bereits ein Jahr zuvor beendet worden war.

„Für mich deutet das darauf hin, dass das Nervensystem lange nach einer Einwirkung biologisch verändert bleiben kann, ohne dass sich ein offensichtliches Verhaltensdefizit zeigt“, sagte Brown.

Die Proteine in der Flüssigkeit könnten Veränderungen sichtbar machen, die dieser Gedächtnistest nicht erfassen konnte.

Diese Hinweise bedeuten nicht, dass die Affen an Alzheimer erkrankt waren. Ebenso wenig zeigt das Experiment, ob sie später Gedächtnisprobleme entwickeln werden.

Wie Brown warnte: „Es wäre verfrüht anzunehmen, dass jede molekulare Veränderung, die wir bei den Affen beobachten, frühe Alzheimer-Krankheit beim Menschen darstellt.“

Die Forschenden planen nun, die gefundenen Muster mit Proben von Menschen zu vergleichen. Sie wollen klären, welche Reaktionen bei beiden Arten auftreten und welche möglicherweise spezifisch für dieses Affenmodell sind.

Brown zufolge könnte das Modell dabei helfen, Proteine und Signalwege zu identifizieren, die früh reagieren und dauerhaft verändert bleiben. Möglicherweise könnten daraus auch Hinweise auf künftige Behandlungsstrategien entstehen. Der Vergleich mit menschlichen Proben soll zeigen, welche Befunde für die menschliche Erkrankung relevant sind.

Die Studie war klein. Zwar nahmen acht Affen teil, doch für die abschließende Analyse der Proteine in der gesamten Flüssigkeit wurden nur zwei behandelte Tiere mit zwei Kontrolltieren verglichen. Die mit Partikeln angereicherten Proben umfassten jeweils drei Tiere pro Gruppe. Alle Tiere waren weiblich, und eine einzelne Gedächtnisaufgabe könnte andere, subtile Schwierigkeiten übersehen haben.

Alzheimer entwickelt sich beim Menschen über Jahre, während diese Affen eine bestimmte Proteinpräparation nach einem festgelegten Zeitplan erhielten. Das Experiment eröffnet eine Möglichkeit, eine frühe biologische Reaktion zu untersuchen; die gesamte menschliche Erkrankung bildet es jedoch nicht nach.

Ein Jahr nach der Behandlung erinnerten sich die Affen noch immer an die Formen. Welche Erkenntnisse die anhaltenden Hinweise in ihrer Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit über die frühesten Alzheimer-Stadien beim Menschen liefern können, bleibt offen.

Die Forschungsarbeit wurde in Communications Biology veröffentlicht.