Alzheimer: Stammzellen gegen die „Krankheit des Vergessens“
Seit 1994 wird alljährlich am 21. September im Rahmen der „Woche der Demenz“ der Welt-Alzheimer-Tag begangen. Mit diesem Thementag möchte die Alzheimer’s Disease International (ADI) die Öffentlichkeit für die Situation und Bedürfnisse der Alzheimer-Patienten und ihrer Angehörigen sensibilisieren. In diesem Jahr lautet das Motto „Jung und Alt bewegt Demenz“.
Was ist Alzheimer?
Alzheimer gehört zu den sogenannten neurodegenerativen Erkrankungen und damit in die gleiche Kategorie wie ALS (Amyothrophe Lateralsklerose), Chorea Huntington oder Creutzfeldt-Jakob. All diesen Erkrankungen ist gemein, dass es die Nervenzellen sind, die den sprichwörtlichen „Geist aufgeben“. Im Krankheitsverlauf von Alzheimer sterben mehr und mehr Gehirnzellen ab, weil Reparaturprozesse nicht mehr funktionieren. Mit dem Verlust von Nervenzellen gehen auch die Nervenzellkontakte verloren. Im Gehirn von Alzheimer-Patienten können typische Eiweißablagerungen, die sogenannten Amyloid-Plaques, nachgewiesen werden. Meist tritt die Erkrankung erst im fortgeschrittenen Alter jenseits der 65 Jahre auf. Doch es gibt auch einige seltene Alzheimerformen, bei denen die Betroffenen jünger als 60 Jahre sind.
Das Krankheitsbild zeichnet sich durch Gedächtnis- und Orientierungsstörungen, Sprachstörungen sowie Störungen im Denk- und Urteilsvermögen aus. Diese kognitiven Beeinträchtigungen sind bei den Betroffenen unterschiedlich stark ausgeprägt, sie nehmen jedoch bei fortschreitendem Krankheitsverlauf weiter zu, sodass am Ende der normale Alltag nicht mehr alleine bewältigt werden kann. Der Patient verliert mehr und mehr seine Persönlichkeit, weil er kaum noch in der Lage ist, sich an seine eigene Lebensgeschichte zu erinnern: Selbst die Namen des Ehegatten, der Kinder oder engster Vertrauter verblassen, Gesichter können nicht mehr zugeordnet werden, vertraute Abläufe verursachen nur noch Konfusion.
Die Entdeckung der Krankheit
Die Krankheit Morbus Alzheimer ist nach dem deutschen Neurologen Alois Alzheimer benannt. Er beschrieb die Erkrankung mit ihren Symptomen erstmalig im Jahre 1906.
Fünf Jahre zuvor begegnete Alzheimer in der Frankfurter Heilanstalt der Patientin Auguste Deter. Sie war geistig verwirrt und konnte Orte und Zeiten nicht mehr zuordnen. Auch wichtige Einzelheiten aus ihrem Leben konnte sie nicht mehr korrekt wiedergeben. Mehrfach klagte sie in Befragungen: „Ich habe mich sozusagen selbst verloren.“ Alzheimer kannte bereits ältere Patienten mit ähnlichen Symptomen, jedoch hielt er deren Zustand für „im Alter normal“. Zu weiteren Untersuchungen gab es für ihn daher keine Veranlassung.
Krankheit des Vergessens: Auguste Deter, die erste diagnostizierte Alzheimer-Patientin, klagte in Befragungen mehrfach „Ich habe mich sozusagen selbst verloren.“
Auguste Deter jedoch weckte sein Interesse, denn sie war erst 51 Jahre alt. Alois Alzheimer gab ihrer Erkrankung den Namen „Krankheit des Vergessens“. Als sie am 9. April 1906 verstarb, analysierte er zunächst ihre Krankenakte und untersuchte dann ihr Gehirn. In den vorangegangenen Jahren hatte sich der Geisteszustand der Patientin weiter massiv verschlechtert. Die Todesursache war jedoch eine Blutvergiftung, die sie sich durch Wundliegen (Dekubitus) zugezogen hatte. Die Untersuchung des Gehirns zeigte große Auffälligkeiten: Massenhaft waren Nervenzellen abgestorben und in der gesamten Hirnrinde gab es Eiweißablagerungen. Im November 1906 schließlich stellte Alzheimer bei einer Fachtagung von Psychiatern und Nervenärzten in Tübingen das bei Auguste Deter vorgefundene Krankheitsbild als eigenständige Krankheit vor.
Alzheimer – eine Geißel der Menschheit?
Heute sind weltweit 46 Millionen Menschen von Demenzerkrankungen betroffen. Die Alzheimer-Patienten stellen dabei mit ca. 60 Prozent die größte Gruppe. Bis 2050 wird die Zahl voraussichtlich auf rund 132 Millionen Demenzpatienten ansteigen. Experten prognostizieren besonders für China, Indien und die afrikanischen Länder südlich der Sahara eine dramatische Entwicklung.
In Deutschland leben derzeit ca. 1,5 Millionen Demenzkranke. Bei rund 900.000 von ihnen ist Morbus Alzheimer diagnostiziert. Im Jahr 2050 soll es hierzulande geschätzte 3 Millionen Demenz-Patienten geben. Jedes Jahr wird die Diagnose Demenz ca. 250.000 Mal neu gestellt, in rund 150.000 Fällen ist Morbus Alzheimer der Auslöser.
Stammzellentherapie bei Alzheimer
Moderne Alzheimer-Medikamente können den Krankheitsverlauf im besten Fall verzögern, jedoch nicht dauerhaft stoppen. Weltweit versuchen Forscher neue Therapien und Arzneimittel zu entwickeln, um den Patienten zu helfen. Eine vielversprechende Option stellt möglicherweise die Stammzellentherapie in Kombination mit Tissue Engineering dar.
In der Medizin der Zukunft wird das Tissue Engineering zur Herstellung von Gewebe aus Zellkulturen einen festen Platz einnehmen. Die Hoffnung der Forscher ist es, durch die Kultivierung von spezifischen Zellen in der Petrischale passgenauen Ersatz für kranke Organe und Gewebe zu züchten. Zurückimplantiert in den Körper soll das neue Gewebe die jeweilige Funktion aufnehmen und Reparaturmechanismen in Gang setzen. Für Alzheimer-Patienten bedeutet dies eine Chance auf Heilung, wenn gesunde und vollfunktionsfähige Gehirnzellen die kaputten Nervenzellen ersetzen und somit die Krankheit aufhalten würden. Doch bis es so weit ist, werden noch viele Jahre der Forschung ins Land gehen.
Heute können zwar bereits Herzmuskelzellen oder künstliche Haut aus Stammzellen gezüchtet werden, doch die Spezifik sowohl der neurodegenerativen Erkrankungen als auch der Nervenzellen macht es den Forschern besonders schwer. Bei Alzheimer wird nicht ein Zelltyp wie beim Herzinfarkt zerstört, sondern es sind verschiedene Zelltypen in verschiedenen Gehirn-Arealen betroffen. Es müssten daher zunächst aus neuronalen Stammzellen verschiedene Nervenzelltypen gezüchtet werden. Außerdem müsste das Gehirn in der Lage sein, die neuen Gehirnzellen exakt zu integrieren. Doch gerade bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson fehlt es häufig an Botenstoffen und korrekten Signalwegen. Da eine Nervenzelle über Axone und Synapsen mit abertausenden anderen Nervenzellen verbunden sein kann, müsste sich dieses komplexe Netzwerk auch gezielt neu verdrahten.
Die ersten Forschungsarbeiten experimentierten mit embryonalen Stammzellen, weil dies die anpassungsfähigsten Stammzellen sind. Die sich aus ihnen entwickelnden neuralen Stammzellen könnten zwar in der Lage sein, die erforderliche Anzahl an neuronalen Verbindungen zu schaffen, um das Alzheimergehirn neu zu vernetzen. Doch die Gewinnung von embryonalen Stammzellen ist ethisch höchst umstritten. Außerdem ist die gewinnbare Menge an Zellen zu gering. Mögliche Abstoßungsreaktionen und unerwünschte Nebeneffekte wie das erhöhte Tumorrisiko sind weitere Faktoren, die einen Einsatz von embryonalen Stammzellen letztlich verhindern.
Alzheimer-Forschung an Nervenzellen aus IPS-Zellen
Heute geht die Forschung einen anderen Weg. Man will die geschädigten Zellen im Gehirn der Patienten nicht mehr komplett ersetzen, sondern zunächst versuchen, fehlende Botenstoffe vor Ort zu bringen und Schadstoffe abzutransportieren. Doch dazu muss die Krankheit noch besser verstanden werden: Was bewirken die amyloiden Plaques genau? Welche Rolle spielen die neurofibrillären Faserbündel aus Tau-Proteinen, die sogenannten Tangles? Und was hat der Fettstoffwechsel mit Alzheimer zu tun? All das sind Fragen, denen die Wissenschaftler mithilfe von Stammzellen aktuell nachgehen.
Die moderne Alzheimer-Forschung möchte die Krankheit gar nicht erst ausbrechen lassen. So sollen fehlende Botenstoffe vor Ort gebracht und Schadstoffe abtransportiert werden. Klares Ziel ist der Erhalt und der Schutz der Nervenzellen.
Forscher können mittlerweile zuverlässig adulte Hautzellen in induzierte, pluripotente Stammzellen (IPS) zurückverwandeln. Die so gewonnenen IPS-Zellen lassen sich mit Wachstumsfaktoren stimulieren und so zur Ausdifferenzierung in verschiedene Zelltypen und Gewebearten anregen.
Problem erkannt – Gefahr gebannt
Auch bei Alzheimer-Patienten wurde dieses Verfahren angewandt, um an Nervenzellen zu kommen, ohne den Patienten durch eine Biopsie Hirnzellen entnehmen zu müssen. Das Problem dabei war, dass sich die gewonnen Nervenzellen de facto nicht von Nervenzellen Neugeborener unterscheiden ließen. Damit gingen altersbedingte Genmuster verloren. Experten jedoch vermuteten gerade in diesen altersbedingen Strukturen die Auslöser für die Krankheit. Sie warnten daher, dass Wissenschaftler so die falschen Schlüsse ziehen könnten. Forscher suchten und fanden daraufhin eine Möglichkeit, Nervenzellen direkt aus Hautzellen zu züchten. Die altersbedingten Muster bleiben so besser erhalten und können genauer untersucht werden.
Die Vita 34 AG: Ein innovatives Unternehmen durch und durch
Auch wenn es noch eine ganze Weile dauern wird, bis der Durchbruch bei der Heilung von Alzheimer und Demenz gelingen wird: Vita 34 ist unmittelbar beteiligt, wenn es um die Erforschung von Stammzellen und ihre medizinischen Einsatzmöglichkeiten geht. Mit einer eigenen Abteilung für Forschung und Entwicklung engagieren wir uns sowohl in der Grundlagenforschung als auch in der Anwendungsforschung. Unsere Experten sind eng vernetzt und arbeiten in verschiedensten Projekten mit renommierten Forschungseinrichtungen auf der ganzen Welt zusammen. Mit zahlreichen Innovationen haben wir das Forschungsfeld vorangebracht und neue Standards gesetzt. Das bestätigt die Verleihung des Innovationspreises „TOP 100“ im Juni 2016, der vor allem unser Innovationsmanagement und den Innovationserfolg würdigt.