Ein natürlicher Pflanzenstoff verhindert die Alzheimer-Krankheit bei Mäusen

Ein natürlicher Pflanzenstoff verhindert die Alzheimer-Krankheit bei Mäusen

Eine tägliche Dosis des Antioxidans Fisetin verhindert, dass Mäuse – selbst solche mit genetischen Mutationen im Zusammenhang mit Alzheimer – mit zunehmendem Alter Gedächtnis- und Lerndefizite erleiden.

LA JOLLA – Eine Chemikalie, die in Obst und Gemüse von Erdbeeren bis hin zu Gurken vorkommt, scheint den damit einhergehenden Gedächtnisverlust zu stoppen Alzheimer-Krankheit bei Mäusen, Wissenschaftler am Salk Institut für biologische Studien entdeckt haben. In Experimenten an Mäusen, die normalerweise weniger als ein Jahr nach der Geburt Alzheimer-Symptome entwickeln, verhinderte eine tägliche Dosis der Verbindung – ein Flavonol namens Fisetin – die fortschreitenden Gedächtnis- und Lernstörungen. Das Medikament veränderte jedoch nicht die Bildung von Amyloid-Plaques im Gehirn, Ansammlungen von Proteinen, die häufig für die Alzheimer-Krankheit verantwortlich gemacht werden. Die neuen Erkenntnisse legen einen Weg nahe, Alzheimer-Symptome unabhängig von der Bekämpfung von Amyloid-Plaques zu behandeln.

„Wir hatten bereits gezeigt, dass Fisetin bei normalen Tieren das Gedächtnis verbessern kann“, sagt Pamela Maher, leitende Wissenschaftlerin bei Salk's Labor für Zelluläre Neurobiologie der die neue Studie leitete. „Wir haben hier gezeigt, dass es auch Auswirkungen auf Tiere haben kann, die anfällig für Alzheimer sind.“

Vor mehr als einem Jahrzehnt entdeckte Maher, dass Fisetin dazu beiträgt, Neuronen im Gehirn vor den Auswirkungen des Alterns zu schützen. Sie und ihre Kollegen haben seitdem sowohl in isolierten Zellkulturen als auch in Mausstudien untersucht, wie die Verbindung sowohl antioxidative als auch entzündungshemmende Wirkungen auf Zellen im Gehirn hat. Kürzlich fanden sie heraus, dass Fisetin einen zellulären Signalweg aktiviert, von dem bekannt ist, dass er am Gedächtnis beteiligt ist.

Pamela Maher und Antonio Currais

Bild: Mit freundlicher Genehmigung des Salk Institute for Biological Studies

„Wir haben festgestellt, dass Fisetin eine Reihe von Eigenschaften hat, von denen wir annahmen, dass sie bei Alzheimer von Nutzen sein könnten“, sagt Maher.

Also Maher – der mit arbeitet David Schubert, der Leiter des Cellular Neurobiology Lab, wandte sich an einen Mäusestamm, der Mutationen in zwei Genen aufweist, die mit der Alzheimer-Krankheit in Zusammenhang stehen. Die Forscher nahmen eine Untergruppe dieser Mäuse und begannen, als sie erst drei Monate alt waren, Fisetin zu ihrer Nahrung hinzuzufügen. Als die Mäuse älter wurden, testeten die Forscher ihr Gedächtnis und ihre Lernfähigkeiten mit Wasserlabyrinthen. Im Alter von neun Monaten begannen Mäuse, die kein Fisetin erhalten hatten, in den Labyrinthen schlechtere Leistungen zu erbringen. Mäuse, die eine tägliche Dosis der Verbindung erhalten hatten, schnitten jedoch sowohl im Alter von neun Monaten als auch im Alter von einem Jahr genauso gut ab wie normale Mäuse.

„Selbst wenn die Krankheit fortgeschritten wäre, konnte das Fisetin die Symptome weiterhin verhindern“, sagt Maher.

In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des University of California, San DiegoAnschließend testete Mahers Team die Konzentrationen verschiedener Moleküle im Gehirn von Mäusen, die Fisetin-Dosen erhalten hatten, und von Mäusen, die dies nicht getan hatten. Sie fanden heraus, dass bei Mäusen mit Alzheimer-Symptomen an der zellulären Entzündung beteiligte Signalwege aktiviert waren. Bei den Tieren, die Fisetin eingenommen hatten, waren diese Wege gedämpft und stattdessen waren entzündungshemmende Moleküle vorhanden. Insbesondere ein Protein – bekannt als p35 – wurde durch die Einnahme von Fisetin daran gehindert, in eine kürzere Version gespalten zu werden. Es ist bekannt, dass die verkürzte Version von p35 viele andere molekulare Signalwege ein- und ausschaltet. Die Ergebnisse wurden am 17. Dezember 2013 in der Zeitschrift veröffentlicht Aging Cell.

Studien an isoliertem Gewebe hatten darauf hingewiesen, dass Fisetin auch die Anzahl der Amyloid-Plaques in von Alzheimer betroffenen Gehirnen verringern könnte. Allerdings konnte diese Beobachtung in den Mäusestudien nicht bestätigt werden. „Fisetin hatte keinen Einfluss auf die Plaques“, sagt Maher. „Es scheint auf andere Signalwege zu wirken, die in der Vergangenheit nicht ernsthaft als therapeutische Ziele untersucht wurden.“

Als nächstes hofft Mahers Team, mehr molekulare Details darüber zu verstehen, wie Fisetin das Gedächtnis beeinflusst, einschließlich der Frage, ob es andere Ziele als p35 gibt.

„Es kann sein, dass Verbindungen wie diese, die mehr als ein Ziel haben, bei der Behandlung der Alzheimer-Krankheit am wirksamsten sind“, sagt Maher, „weil es sich um eine komplexe Krankheit handelt, bei der viele Dinge schiefgehen.“

Sie wollen außerdem neue Studien entwickeln, um zu untersuchen, wie sich der Zeitpunkt der Fisetin-Dosierung auf dessen Einfluss auf die Alzheimer-Krankheit auswirkt.

„Das Modell, das wir hier verwendeten, war ein präventives Modell“, erklärt Maher. „Wir haben den Mäusen mit der Einnahme der Medikamente begonnen, bevor es zu Gedächtnisverlust kam. Aber natürlich gehen menschliche Patienten erst dann zum Arzt, wenn sie bereits Gedächtnisprobleme haben.“ Der nächste Schritt, um die Entdeckung in Richtung Klinik zu bringen, bestehe ihrer Meinung nach darin, zu testen, ob Fisetin bereits aufgetretene Gedächtnisverluste umkehren kann.

Weitere Forscher an der Arbeit waren Antonio Currais, Marguerite Prior, Richard Dargusch, Jennifer Ehren und David Schubert vom Salk Institute sowie Aaron Armando und Oswald Quehenberger von der University of California in San Diego.

Die Arbeit wurde durch Zuschüsse der Alzheimer's Association, Paul Slavik, der National Institutes of Health, der Alzheimer's Drug Discovery Foundation und der George E. Hewitt Foundation unterstützt.

Über das Salk Institute for Biological Studies:
Das Salk Institute for Biological Studies ist eine der weltweit herausragenden Grundlagenforschungseinrichtungen, in der international renommierte Dozenten in einem einzigartigen, kollaborativen und kreativen Umfeld grundlegende Fragen der Biowissenschaften untersuchen. Salk-Wissenschaftler konzentrieren sich sowohl auf Entdeckungen als auch auf die Betreuung zukünftiger Forschergenerationen und leisten bahnbrechende Beiträge zu unserem Verständnis von Krebs, Alterung, Alzheimer, Diabetes und Infektionskrankheiten, indem sie Neurowissenschaften, Genetik, Zell- und Pflanzenbiologie und verwandte Disziplinen studieren.

Die Leistungen der Fakultät wurden mit zahlreichen Ehrungen gewürdigt, darunter Nobelpreise und Mitgliedschaften in der National Academy of Sciences. Das 1960 vom Polioimpfpionier Jonas Salk, MD, gegründete Institut ist eine unabhängige gemeinnützige Organisation und ein architektonisches Wahrzeichen.