Forscher haben nachgewiesen, dass die Blut-Hirn-Schranke gezielt lebenswichtige Proteine in das Gehirn transportiert und dieser Mechanismus bei Alzheimer-Modellen frühzeitig versagt.
Jahrzehntelang galt die Blut-Hirn-Schranke in der Medizin als undurchdringliche Barriere, die das Gehirn lediglich vor toxischen Substanzen schützen soll. Mit der Zeit hat sich dieser Blick gewandelt, da Forschende erkannten, dass die Barriere durchlässiger ist als zunächst angenommen.
Ein Team kartierte Dutzende Proteine, die die Blut-Hirn-Schranke überqueren und für die Gesundheit des Gehirns wichtig sind. Die Auswertung umfasste 861 im verwendeten Plasma nachweisbare Proteine, von denen 92 in das eigentliche Hirngewebe gelangten.
Die Mehrzahl dieser Proteine wurde in fernen Organen, vor allem in der Leber, produziert. Das Team konzentrierte sich auf Apolipoprotein A1 (APOA1), das mit potenziellen Schutzwirkungen gegen die Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht wird.
Wenn mehr APOA1 die Blut-Hirn-Schranke überquerte und in das Gehirn gelangte, zeigten die Mäuse weniger Marker für die Alzheimer-Erkrankung, darunter verringerte Fettansammlungen in Astrozyten und niedrigere Werte entzündlicher Moleküle. Zudem förderte das von APOA1-behandelten Astrozyten abgegebene Kulturmedium die Ausbildung solcher Kontaktstrukturen bei Nervenzellen in Zellkulturen. Blockierten die Wissenschaftler den ABCA1-Rezeptor in Labor-gezüchteten Astrozyten, fiel der Effekt auf den Fettstoffwechsel weitgehend weg.
Bislang ging die Forschung davon aus, dass die Blut-Hirn-Schranke im Normalfall undurchlässig ist und erst infolge von Alzheimer undicht wird, sodass schädliche Moleküle in das Gehirn gelangen. Die neuen Arbeiten legen stattdessen nahe, dass die Blut-Hirn-Schranke aktiv benötigte Proteine importiert und der Verlust dieser Proteine die in der Frühphase der Erkrankung beobachtete Funktionsstörung antreibt.
Bei Mäusen mit einer Form von Alzheimer führte eine gestoppte Einfuhr von APOA1 zu einem Schwund neuronaler Verbindungen, Verhaltensänderungen und anderen frühen Anzeichen des Leidens.
Die Wissenschaftler verglichen gesunde Mäuse mit rund 18 Wochen alten männlichen Mäusen, die genetisch bedingt Alzheimer-ähnliche Veränderungen entwickeln; bei diesen Tieren war die Blut-Hirn-Schranke nach den verwendeten Tests noch nicht generell undicht. Stattdessen zeigte sich, dass die Blut-Hirn-Schranke den Import protektiver Proteine wie APOA1 stoppte, bevor die Barriere überhaupt begann zu zerfallen.
Ein eingeschleustes Gen sorgte in Experimenten für eine erhöhte Bildung von APOA1, welches anschließend in größerer Menge im Blut und im Gehirn nachweisbar war. Nach etwa zweieinhalb Monaten enthielten die Astrozyten weniger Fett und zeigten schwächere Aktivierungszeichen.
Die Forschenden nutzten eine Protein-Markierungschemie, um Mäuseblutproteine zu kennzeichnen und in den Blutkreislauf zurückzuführen. Damit ließen sich die Stoffe gezielt zu den richtigen Zelltypen im Gehirn leiten. Um die Auswirkungen des gestörten Transports zu bekämpfen, lässt sich die Erkrankung möglicherweise von außerhalb des Gehirns angehen, indem das wiederhergestellt wird, was dem Gehirn abhanden gekommen ist.
Wenn das stimmt, können wir diese Krankheit möglicherweise von außerhalb des Gehirns bekämpfen, indem wir das wiederherstellen, was das Gehirn verloren hat.
Andrew Yang, Gladstone Institutes
Für gesundheitliche Anliegen im Zusammenhang mit neurologischen Veränderungen oder Behandlungen sollten Betroffene stets qualifizierte medizinische Fachkräfte konsultieren.
Offizielle Mitteilungen dazu wurden unter anderem von den Gladstone Institutes herausgegeben.
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