Eine aktuelle Studie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg beleuchtet die strukturellen und funktionellen Veränderungen der Blut-Hirn-Schranke bei der spät beginnenden Alzheimer-Krankheit. Das Forschungsteam untersucht, wie diese Veränderungen den Transport von Amyloid-β-Peptiden (Aβ) beeinflussen. Alzheimer führt zur Anhäufung dieser toxischen Peptide, die in der Lage sind, Nervenzellen zu schädigen. Bislang sind jedoch die genauen Mechanismen des Transports von oligomeren Aβ-Peptiden durch die Blut-Hirn-Schranke weitgehend unerforscht.
Im Rahmen der Studie wurde ein in-vitro-Modell der Blut-Hirn-Schranke entwickelt, das auf humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (hiPSCs) basiert. Diese wurden sowohl von Alzheimer-Patient:innen mit dem Risikogen APOE4/4 als auch von gesunden Kontrollproben (APOE3/3) gewonnen. Der Transport von Aβ über diese modellierte Schranke wurde im Zellmodell untersucht und durch die Analyse des Liquors von Patient:innen ergänzt. Die Ergebnisse zeigen, dass die hiPSCs aus Kontroll- und Alzheimer-Proben erfolgreich in endotheliale Zellen differenzierten, deren elektrische Widerstände vergleichbar sind.
Veränderungen auf molekularer Ebene
Molekularbiologische Untersuchungen ergaben signifikante Veränderungen in der Expression von barriereassoziierten Genen. Dazu zählen unter anderem Aquaporine, Zellverbindungsproteine und verschiedene Rezeptoren. Besonders auffällig ist der nachgewiesene verringerte Gehalt des Zelladhäsionsproteins Cadherin 5 in den Proben von Alzheimer-Patient:innen. Diese Veränderung deutet auf eine Beeinträchtigung der Blut-Hirn-Schranke hin, welche den Transport von Aβ-Oligomeren über die Schranke negativ beeinflusst.
Das hiPSC-Modell spiegelt charakteristische Merkmale der spät beginnenden Alzheimer-Krankheit wider. Es zeichnet sich durch eine verminderte Aβ-Transportkapazität und spezifische molekulare Veränderungen aus. Diese Erkenntnisse sind von großer Bedeutung, da sie nicht nur das Verständnis der Erkrankung vertiefen, sondern auch als relevantes Werkzeug für translational orientierte Studien zur Entwicklung potenzieller Therapien dienen können. Ziel ist es, die Barrierefunktion der Blut-Hirn-Schranke wiederherzustellen und das toxische Aβ-Protein zu beseitigen.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Fluids and Barriers of the CNS“ veröffentlicht und unter der Mitwirkung von Prof. Dr. Heidi Olzscha durchgeführt. Diese Forschung könnte einen wertvollen Beitrag zur weiteren Erforschung von Alzheimer leisten und neue Ansätze für therapeutische Interventionen aufzeigen. Medical School Hamburg berichtet, dass die Studienergebnisse auch interdisziplinäre Perspektiven im Umgang mit Alzheimer eröffnen.