Bildquelle: MPZPM; © Tomohisa Toda
News • Forschung zu Zell-Aktivität im Gehirn
Warum Entzündungen und Traumata das Risiko für Alzheimer erhöhen
Arbeitsgruppen der FAU, des Max-Planck-Zentrums für Physik und Medizin und der TUM untersuchen einen bisher kaum erforschten Mechanismus der Krankheits-Entstehung
Menschen, die in Kindheit oder Jugend Infektionen oder traumatischen Ereignissen ausgesetzt waren, haben ein höheres Risiko, an Alzheimer zu erkranken. Wie diese frühen Belastungen das Gehirn prägen und so Jahrzehnte später zur Krankheitsentstehung beitragen, ist jedoch unklar. Zwei Arbeitsgruppen an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), dem Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin (MPZPM) sowie der Technischen Universität München (TUM) werden dieser Frage in den kommenden fünf Jahren nachgehen. Ihre Hypothese: Belastende Ereignisse hinterlassen in den Zellen „Erinnerungs-Spuren“, die die Schutzmechanismen des Gehirns langfristig schwächen. Die Volkswagen-Stiftung fördert das Projekt mit gut 2,2 Millionen Euro.
© MPL, Susanne Viezens
Wenn ein Mensch im Alter an Alzheimer erkrankt, lässt sich rückblickend in der Regel nicht sagen, wodurch die Demenz bei ihm ausgelöst wurde. Allerdings weiß man, dass Faktoren wie Schwerhörigkeit, Bewegungsmangel oder ein erhöhter Cholesterinspiegel das Risiko erhöhen. Ähnliches gilt vermutlich auch für Infektionen oder traumatische Erfahrungen in frühen Lebensphasen. Weitgehend ungeklärt ist bislang jedoch, wie solche Belastungen Jahrzehnte später zum Abbau von Hirngewebe führen können.
„Nach Ansteckung mit einem Erreger oder auch extremem Stress verändert sich kurzfristig die Aktivität verschiedener Hirnzellen“, erklärt Tomohisa Toda, Professor für neurale Epigenomik an der FAU und am MPZPM. „So werden beispielsweise die Immunzellen des Gehirns aktiviert, die sogenannten Mikroglia. Sie lösen eine Entzündungsreaktion aus, die nach einer gewissen Zeit wieder abklingt. Neuronen – die für die Informationsverarbeitung zuständigen Zellen – zeigen ein ähnliches Reaktionsmuster: Auch ihre Aktivität verändert sich vorübergehend, bevor sie wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrt.“
Normalerweise kehren die Zellen danach in den Normalzustand zurück. Toda und der Neurowissenschaftler Prof. Dr. Simon Schäfer von der TUM vermuten jedoch, dass belastende Ereignisse in den Zellen auch langfristige Spuren hinterlassen können: Es entsteht eine Art „zelluläres Langzeit-Gedächtnis“, das die Aktivität der Zellen dauerhaft verändert. Mikroglia-Zellen reagieren dann möglicherweise permanent mit einer erhöhten Entzündungs-Bereitschaft, und Neuronen zeigen schon bei geringen Stressoren eine starke Aktivierung. Mit der Zeit werden so eventuell die Schutzmechanismen des Gehirns geschwächt und die Anfälligkeit für Alzheimer erhöht. „Das ist zumindest die Hypothese, der wir in unserem Projekt nachgehen möchten“, sagt Toda.
© TUM, Asrid Eckert
Im Fokus der Arbeitsgruppen stehen dabei spezielle, besonders langlebige Moleküle. Eine Schlüsselrolle spielen sogenannte langlebige RNA-Moleküle. Während RNAs in Zellen normalerweise innerhalb von Stunden oder sogar Minuten abgebaut werden, konnten langlebige RNA-Moleküle in Nervenzellen von Mäusen auch nach Jahren nachgewiesen werden. Diese Moleküle können sich vereinfacht gesagt um bestimmte DNA-Bereiche wickeln. Vermutlich beeinflussen sie so, wie die Gene, die in diesen Bereichen liegen, abgelesen werden und prägen so die Zellfunktion langfristig.
„Wir vermuten, dass die langlebigen Moleküle durch Entzündungen und Traumata geschädigt werden können und dass sich dadurch ihre Funktion verändert“, erklärt TUM-Forscher Simon Schäfer. „Dadurch hallen diese Belastungen lange Zeit nach: Bildlich gesprochen, erinnern sich Neuronen und Gliazellen an diese Erfahrungen und entwickeln dadurch dauerhaft veränderte Reaktionsmuster. Und das sorgt dafür, dass sich immer mehr Schäden im Gehirn anhäufen, bis diese sich schließlich in den typischen Symptomen einer Alzheimer-Demenz äußern.“
Um diese Hypothese zu untersuchen, werden die Forschungsgruppen unter anderem sogenannte Hirnorganoide einsetzen. Dabei handelt es sich um komplexe Gewebe, die aus verschiedenen Zelltypen bestehen und deren Zusammensetzung und Verbindungen denen eines echten menschlichen Gehirns ähneln. Organoide eignen sich daher gut, um die Auswirkungen einer bakteriellen oder viralen Infektion in einer dem menschlichen Gehirn ähnlichen Umgebung zu modellieren.
„Wir wollen bei ihnen analysieren, wie frühe Belastungen die Funktion von Gliazellen und Neuronen langfristig prägen“, sagt Tomohisa Toda. „Auf lange Sicht möchten wir dadurch auch herausfinden, ob sich eine solche Prägung rückgängig machen lässt – falls ja, ließe sich so eventuell das Alzheimer-Risiko senken.“ Ob sich durch die Arbeiten irgendwann tatsächlich neue Möglichkeiten der Prävention eröffnen, lässt sich noch nicht sagen. Die Volkswagen-Stiftung fördert in ihrem Programm „NEXT – Neurodegeneration neu denken!“ explizit Hochrisiko-Projekte, deren Ertrag nicht absehbar ist – die aber im Falle eines Erfolgs fundamentale Auswirkungen auf Vorbeugung und Therapie haben könnten.
Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
14.11.2026
