Neuer Antikörper kann Hirnverletzung behandeln und Alzheimer-Krankheit vorbeugen
Inhaltsverzeichnis:
Wissenschaftler wissen seit Jahren, dass Menschen mit einer traumatischen Hirnverletzung (TBI) im späteren Leben ein erhöhtes Risiko für Alzheimer haben.
Jetzt hat eine neue, in Nature veröffentlichte Studie nicht nur den Mechanismus gefunden, durch den TBI die Alzheimer-Krankheit verursacht, sondern auch eine mögliche Heilung aufgedeckt.
AdvertisementAdvertisementTBI kann auf verschiedene Arten auftreten.
Es kann durch große, einzelne Schläge, wie einen Schlag auf den Kopf oder durch eine explosive Explosion entstehen.
Es kann auch im Laufe eines Lebens von kleineren Kopfaufschlägen, wie in Kontaktsportarten wie Fußball oder Rugby akkumulieren.
AnzeigeSolche Auswirkungen sind nicht selten. Im Jahr 2010 schickten verdächtige TBIs 2,3 Millionen Menschen in die Notaufnahme.
Gehirnerschütterungen führen bei älteren Erwachsenen zu einem erhöhten Demenzrisiko »
Problemproteine
Bisherige Untersuchungen haben missgefaltete Tau-Proteine als eine der Ursachen von Alzheimer identifiziert.
Normalerweise arbeiten gesunde Tau-Proteine (genannt trans P-tau) innerhalb von Nervenzellen, um das Gerüst zu bilden, das den Zellen ihre Form gibt und ihnen erlaubt, richtig zu funktionieren.
Wenn jedoch der Proteinfaltungsprozess schief geht, kann das Gehirn stattdessen missgebildete Tau-Proteine (cis P-tau genannt) bilden.
Diese Proteine funktionieren fehlerhaft und schädigen die Energiegeneratoren in den Nervenzellen, was schließlich zu Toxizität und Zelltod führt.
Mit einer Bildgebungstechnik, der sogenannten Immunofluoreszenz, untersuchten die Forscher die Gehirne von Menschen mit chronischen Hirnschäden. Sie fanden heraus, dass diese Menschen im Vergleich zu gesunden Menschen viel höhere Anteile an cis-P-Tau aufwiesen.
AdvertisementAdvertisementDie fehlgefalteten Tau-Proteine waren besonders in den Axonen der Nervenzellen konzentriert - den langen Stängeln, die die Nerven projizieren, um sich mit anderen Zellen zu verbinden und Verbindungen zu bilden.
Mäuse als Modelle
Um den kausalen Zusammenhang zu finden, wandten sich die Forscher Mausmodellen zu.
Mäuse, die eine einzelne, geringfügige Hirnverletzung erhielten, zeigten erhöhte Werte von cis-P-tau, aber diese Werte fielen innerhalb von zwei Wochen auf den Normalwert zurück.
AnzeigeMäuse, die eine einzelne, schwere Hirnverletzung erlitten (simulieren, was ein Soldat bei einer Explosion erlebt) oder eine Reihe kleinerer Hirnverletzungen (simuliert, was ein Athlet erfahren könnte) zeigten erhöhte cis P-tau-Werte blieb für mindestens sechs Monate.
In den schweren oder chronischen Hirnverletzungsgruppen breitet sich cis P-tau auch im Gehirn aus, springt von einer Zelle zur nächsten und hinterlässt einen Zelltod auf seinem Weg. Diese Proteine können sich auf den Hippocampus und den Cortex ausbreiten, die für die Gedächtnisbildung und die exekutive Kontrolle von Emotionen und Verhalten verantwortlich sind.
AdvertisementAdvertisementCis P-tau hat die Fähigkeit, ein Neuron nach dem anderen zu töten, was schließlich zu weit verbreiteten neurofibrillären Tangles und Hirnatrophie führt. Kun Ping Lu, MD, Ph. D., Harvard Medical School"Cis P-tau hat die Fähigkeit, ein Neuron nach dem anderen zu töten, was schließlich zu weit verbreiteten neurofibrillären Tangles und Hirnatrophie führt, die die typischen Läsionen von Alzheimer sind Krankheit und [chronische Hirnverletzung] ", erklärte Kun Ping Lu, MD, Ph. D., Professor für Medizin an der Harvard Medical School und Leiter der Abteilung für Translationale Therapeutika am Beth Israel Deaconess Medical Center, sowie Senior Co-Autor auf dem Papier, in einem Interview mit Healthline.
Eine physische Hirnverletzung war nicht die einzige Sache, die cis P-tau verursachen konnte.
Die Forscher unterzogen kultivierte Nervenzellen auch Stress. Vor allem hungern sie an Sauerstoff oder Hirnwachstumsfaktoren, wie es passieren könnte, wenn der Blutfluss im Gehirn nach einer Verletzung reduziert wird.
AnzeigeDie Forscher suchten nach einem Enzym namens Pin1, das toxisches cis P-tau in nützliches trans P-tau umwandelt. Sauerstoffmangel deaktivierte Pin1, während ein Mangel an Wachstumsfaktor das Gehirn daran hinderte, neues Pin1 zu bilden.
Gemeinsam zeigte dieses Modell des reduzierten Blutflusses, wie Hirnverletzungen und andere Formen von Stress zu erhöhten Konzentrationen von cis-P-Tau und dessen toxischen Wirkungen führen können.
AdvertisementWerbungRelated Reading: Sehprobleme bei Veteranen, die von traumatischen Hirnverletzungen betroffen sind
Antikörper zur Rettung
Nachdem sie das Problemprotein identifiziert hatten, stellte sich Lu's Team der Herausforderung Das Thema.
Sie entwickelten einen speziellen Antikörper, der cis-P-tau markieren konnte, während trans-P-tau allein gelassen wurde und das toxische Protein in den Zellen neutralisierte. Der Antikörper könnte auch verhindern, dass sich das cis-P-Tau auf andere Zellen ausbreitet.
Dann kam die Zeit für die Tests. In ihrem Stressmodell verhinderte die Verabreichung der Antikörper den Zelltod, an dem sie die cis-P-Tau-Ursache gesehen hatten.
Als nächstes testeten die Forscher die Antikörper in den Mäusen, die Gehirnverletzungen erlitten hatten. Nach zwei Wochen Behandlung mit Antikörpern zeigten Mäuse mit Hirnverletzungen völlig normale Werte von cis-P-tau, und die Nervenschädigung der Axone und Energiegeneratoren wurde umgekehrt. Der Zelltod wurde gestoppt.
Schließlich testete Lu's Team das Verhalten der Mäuse. Gesunde Mäuse zeigten bei einer für Mäuse typischen Risikobereitschaft Vorsicht. Mäuse mit Hirnverletzungen, denen ein Scheinantikörper als Placebo verabreicht wurde, zeigten jedoch ein auffallendes Risikoverhalten, ähnlich wie viele Menschen, die eine Hirnverletzung überlebt haben.
Gehirnverletzte Mäuse, denen der spezielle Antikörper gegen cis P-tau verabreicht wurde, zeigten dieses riskante Verhalten nicht. Stattdessen waren sie so vorsichtig wie die gesunden Mäuse.
"Unsere nachfolgenden und laufenden Experimente zeigen, dass Vorbehandlung und [Gehirn] Injektion nicht notwendig sind", sagte Lu. "Wir können die Antikörperbehandlung [Stunden] nach TBI verzögern und drei bis vier Antikörper-Injektionen geben, was effektiv ist.Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Kurzzeit-Antikörperbehandlung nach TBI zur Behandlung von TBI und zur Verhinderung ihrer Langzeitfolgen ausreichen könnte, wenn keine weitere Hirnverletzung vorliegt. "
Kann es Alzheimer verhindern?
Ob diese Behandlung auch die Entwicklung von Alzheimer verhindern kann, arbeitet Lu an dem Problem.
Da die Alzheimer-Krankheit altersabhängig ist, muss er warten, bis seine Testmäuse älter werden, bevor er Ergebnisse sieht. Aber die Theorie ist vielversprechend.
Die Ergebnisse seines Teams sind eingeschränkt. Mausmodelle, insbesondere von Alzheimer, reproduzieren die menschliche Version der Krankheit nicht perfekt. Und es wird Zeit brauchen, um eine Version des Antikörpers zu entwickeln, die beim Menschen funktioniert.
Aber Lu ist optimistisch.
"Die Antikörpertechnologie ist aufgrund ihrer außergewöhnlichen Spezifität und hohen Erfolgsrate ein beliebter Ansatz zur Arzneimittelentwicklung", sagte er. "Darüber hinaus wurde der Prozess zur Umwandlung unseres derzeitigen Maus-Antikörpers in einen, der beim Menschen getestet werden kann, gestrafft und kann innerhalb weniger Jahre durchgeführt werden. Dies hängt natürlich von der Finanzierung ab. "
Er fügte hinzu:" Diese Ergebnisse decken einen neuartigen, gemeinsamen frühen Krankheitsmechanismus bei sport- und militärbezogenen TBI und Alzheimer-Krankheit auf und können zu einer frühen Diagnose, Prävention und Therapie dieser verheerenden Krankheiten führen. "
Gehirn-Scan kann PTSD neben traumatischen Hirnverletzungen berichten"
