2025: Das Jahr der Alzheimer-Forschung des Salk Institute
Wissenschaftler von Salk erforschen seit langem die vielen molekularen Merkmale des Alterns, unterstützt von der American Heart Association und der Allen Frontiers Group Initiative. Aufgrund dieser Erfahrung hat sich das Team auf chronische Entzündungen als entscheidende Ursache der Alzheimer-Krankheit konzentriert.
Die Herausforderung
Die Alzheimer-Krankheit ist eine der größten Gesundheitskrisen unserer Zeit. Trotz über 30 Milliarden Dollar Forschungsgeldern seit 1984 gibt es weder eine Heilung noch eine Prävention oder wirksame Langzeitbehandlung.
Es ist kein Geheimnis, dass die Alzheimer-Forschung nicht so schnell vorankommt, wie wir – und die vielen betroffenen Familien – es uns wünschen würden. Das liegt zum Teil an der eingeschränkten Sichtweise.
Der Großteil der Alzheimer-Forschung konzentrierte sich auf die Plaques (weiß) und Knäuel (dunkelblau), die sich in späteren Stadien der Krankheit in und um Neuronen (hellblau) bilden können.
Konzentrieren Sie sich fast ausschließlich auf Neuronen. Die meisten Untersuchungen zur Gehirnfunktion und zum kognitiven Abbau konzentrieren sich ausschließlich auf Neuronen. Tatsächlich machen Neuronen jedoch nur die Hälfte der gesamten Gehirnzellen aus. Die andere Hälfte sind Gliazellen, die die Neuronen unterstützen und schützen und deren Rolle bei der Erhaltung der Gehirngesundheit zweifellos unterschätzt wird.
Überbetonung von Amyloid-Plaques und Tau-Fibrillen. Diese abnormalen Proteinklumpen im Gehirn wurden erstmals 1906 von Alois Alzheimer selbst beobachtet und wurden so zu den entscheidenden Biomarkern der Krankheit.
Jahrzehntelang standen diese Proteine im Mittelpunkt fast der gesamten Alzheimer-Forschung und mehr als 400 klinische Studien scheiterten.
Es gibt zwei kürzlich zugelassene monoklonale Antikörpertherapien zur Reduzierung von Amyloid-Plaques, doch der Nutzen für die Patienten ist bestenfalls bescheiden.
Selteneren Formen der Alzheimer-Krankheit wird mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Die Alzheimer-Forschung konzentriert sich größtenteils auf den familiären Typ, eine seltene, früh einsetzende Form, die durch vererbte Genmutationen verursacht wird. Doch mehr als 90 Prozent der Fälle sind sporadisch und nicht vererbt.
Die Notwendigkeit eines transformativen Ansatzes war noch nie so dringend.
Das Salk Institute schreibt die Geschichte der Alzheimer-Forschung neu
Salks Ansatz lenkt den Blick von der Linse weg, um andere potenzielle Krankheitstreiber zu berücksichtigen, darunter Astrozyten (lila), Mikroglia (cyan), Immunzellen (orange), Entzündungen (rot) und mehr.
Chronische Entzündungen: Eine versteckte Bedrohung im Gehirn. Chronische Entzündungen sind eine lebenslange Immunreaktion des Gehirns, deren langfristige Schäden sich letztendlich in der Alzheimer-Krankheit manifestieren können. Das Salk-Team identifizierte außerdem zwei Schlüsselfaktoren als Hauptverursacher dieser schädlichen Entzündungen: Genominstabilität und ein gestörter Energiestoffwechsel.
Die Wissenschaftler von Salk gehen davon aus, dass Entzündungen, Genomstabilität und Energiestoffwechsel direkt miteinander verbunden sind und sich gegenseitig beeinflussen.
Schon im Normalbetrieb benötigt das menschliche Gehirn enorme Mengen an Energie – etwa 20 % des gesamten Energieverbrauchs des Körpers, etwa doppelt so viel wie bei anderen Primaten. Unser Gehirn läuft ohnehin schon energetisch auf Hochtouren. Kommt dann noch zusätzlicher Stress hinzu, etwa durch die Notwendigkeit zusätzlicher DNA-Reparaturen oder den natürlichen Rückgang der Mitochondrien mit zunehmendem Alter, nehmen Entzündungen zu. Letztlich macht dieser Stress das Gehirn anfälliger für Alzheimer.
Salks Ansatz – die Ausweitung des Forschungsfokus auf chronische Entzündungen im gesamten Gehirn – wird es den Forschern ermöglichen, Biomarker für frühe Anzeichen der Krankheit zu identifizieren und neue Möglichkeiten für Interventionen mit Therapeutika der nächsten Generation zu eröffnen.
Was verursacht die Alzheimer-Krankheit?
Chronische Entzündung. Die natürliche Abwehrreaktion des Körpers auf Verletzungen oder Infektionen kann Schaden anrichten, wenn sie als chronische Entzündung anhält oder falsch gelenkt wird.
Was trägt zu schädlichen chronischen Entzündungen im Gehirn bei?
Genominstabilität. Wenn Genome und Chromosomen instabil sind, können beim Kopieren und Weitergeben unserer genetischen Informationen (DNA) Fehler auftreten.
Dysregulierter Energiestoffwechsel. Bei einer unzureichenden Regulierung kommt es zu Störungen im Prozess, bei dem unsere Zellen mithilfe der Mitochondrien Energie erzeugen. Die Zellen sind erschöpft und nicht mehr in der Lage, ihre gesunden Funktionen aufrechtzuerhalten.
Interdisziplinäre Zusammenarbeit fördert Innovationen
Hier sind nur einige Beispiele für Salk-Studien, die unsere Fachkompetenz in den Bereichen Neurowissenschaft, Immunbiologie, Genomik und Stoffwechsel sowie unsere Stärke im kreativen und kollaborativen Denken belegen, um das zu finden, wonach nur wenige andere überhaupt suchen.
Experten für Alterungsbiologie und Stoffwechsel entdeckten, dass Telomere (die Endkappen der Chromosomen), die mit zunehmendem Alter sehr kurz werden, mit Mitochondrien kommunizieren. Diese Kommunikation löst komplexe Signalwege aus und initiiert eine Entzündungsreaktion. Das Team untersucht nun, welche Rolle diese Wechselwirkung zwischen Genomen, Mitochondrien und Entzündungen bei der Alzheimer-Krankheit spielt.
Neurowissenschaftler fanden heraus, dass energieintensive DNA-Reparaturen in Neuronen nicht zufällig erfolgen, sondern sich auf den Schutz bestimmter genetischer „Hotspots“ konzentrieren, die offenbar eine entscheidende Rolle für die neuronale Identität und Funktion spielen. Da die zelluläre Energieproduktion mit zunehmendem Alter abnimmt, fällt es Neuronen schwer, ihr Genom zu reparieren. Daher entschlüsselt das Team nun das Zusammenspiel zwischen Genom und Energiestoffwechsel, um dessen Rolle bei der Alzheimer-Krankheit zu bestimmen.
Neurowissenschaftler von Salk haben außerdem herausgefunden, dass Astrozyten, der häufigste Gliazelltyp, entscheidend für die Kommunikation im Gehirn sind. Sie fanden außerdem heraus, dass Astrozyten bei Alzheimer-Patienten weniger in der Lage sind, Synapsen zu bilden oder zu verstärken, was letztlich die Gehirnkommunikation stört. Die Wissenschaftler testen nun, ob eine Steigerung der Astrozytenfunktion im Alzheimer-Gehirn die synaptische Funktion wiederherstellen und das Fortschreiten der Krankheit verzögern kann.
Immunologen untersuchen, wie sich die lebenslange Exposition gegenüber Infektionen und anderen Fremdstoffen auf die Infiltration von Immunzellen und Gehirnentzündungen auswirkt und möglicherweise zur Entstehung der Alzheimer-Krankheit beiträgt.
Wissenschaftler der Salk-Gruppe haben gezeigt, dass der Körper Mechanismen entwickelt hat, um Infektionen zu tolerieren, indem er physiologische Funktionen aufrechterhält und Gewebeschäden repariert – beides überlebenswichtige Faktoren. Über Infektionen hinaus verändert dieser Ansatz unsere Wahrnehmung von Gesundheit – nicht nur als Abwesenheit von Krankheit, sondern als aktiver, mechanistischer Prozess zur Erhaltung von Widerstandskraft und Ausdauer. Kooperative Abwehrmechanismen versprechen Potenzial für die Behandlung nichtinfektiöser Krankheiten wie Alzheimer und anderer entzündlicher Erkrankungen, metabolischer Syndrome und Krebs und bergen Geheimnisse für die regenerative Medizin.
Diese Forschungsbeispiele veranschaulichen die Art interdisziplinärer Untersuchungen, die nur an einem Ort wie Salk möglich sind.
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