Ist Alzheimer die Folge einer Infektion?

Beta-Amyloid-Plaques in einem Gehirn. Bild: Nephron/CC-BY-SA-3.0

US-Wissenschaftler haben in Versuchen gezeigt, dass Beta-Amyloid, das zu den Alzheimer-Plaques führt, antimikrobiell wirkt

Bislang war es nur eine verwegene Hypothese, Alzheimer, die häufigste Ursache einer Demenz, auf eine Infektion zurückzuführen. Die Krankheit ist vorwiegend mit dem Alter verbunden, unklar aber war bislang, warum sich die spezifischen Eiweißablagerungen, die Amyloid-Plaques, und die Tau-Protein-Fasern bilden, die zu einem zunehmenden Verlust von Nervenzellen führen, das Gehirn schrumpfen lassen und das Gedächtnis schädigen. Unter 65 Jahren ist Alzheimer höchst selten, nur 2 Prozent der Erkrankten sind in Deutschland jünger, während 80 Prozent 80 Jahre und älter sind. In Deutschland erkranken pro Jahr etwa 300.000 Menschen neu an Alzheimer.

Harvard-Wissenschaftler haben nun die durch Experimente unterstützte Hypothese aufgestellt, dass die Amyloid-Plaques toxische Reaktionen des Immunsystems des Gehirns auf eine Infektion durch Bakterien, Viren oder Pilze sein könnten. Auf die Spur brachte die Wissenschaftler die Ähnlichkeit von β-Amyloid mit dem Amyloid-Precursor-Protein (APP), das im übrigen Körper Teil eines primitiven Immunsystems ist und wie antimikrobielle Peptide (AMP) antimikrobiell wirkt, um Eindringlinge einzufangen. Später vernichten Leukozyten die Gefangenen.

In ihrem Artikel, der in Science Translational Medicine erschienen ist, gehen die Wissenschaftler davon aus, dass Infektionen, die zu Alzheimer führen könnten, deswegen in höherem Alter geschehen, weil dann die Blut-Hirn-Schranke poröser ist und eher Viren, Bakterien oder Pilzsporen in das Gehirn gelangen können. Das Gehirn baut gewissermaßen aus den Proteinen die Amyloid-Plaques als antimikrobielle Peptide, um die Eindringlinge einzufangen und unschädlich zu machen. Dummerweise können die Fallen zurückbleiben, weil sie nicht mehr abgebaut werden, womit Alzheimer beginnen könnte.

Die Wissenschaftler haben die Hypothese an Mäusen mit Salmonella Typhimurium, an dem Nematoden C. elegans und an Zellkulturen mit C. albicans und S. Typhimurium getestet. Bei den Mäusen handelte es sich um transgene Mäuse, die große Mengen des menschlichen β-Amyloid (Aβ) produzieren, aber keine Plaques ausbilden, APP-Knockout-Mäuse, den Vorläufer zur Bildung von Aβ nicht besitzen, und normale Mäuse. Den Mäusen der 3 Gruppen wurden 65.000 Zellen von S. Typhimurium in das Gehirn injiziert.

Bei den APP-Knockout-Mäusen war die Mortalität nach der Infektion gemäß der Hypothese am höchsten. Sie bildeten auch keine Plaques. Die transgene Mäuse wiesen die höchste Überlebensrate auf und waren wegen der erhöhten Resistenz auch insgesamt gesünder. Auch bei C. elegans und Zellkulturen mit menschlichen Nervenzellen und Eizellen von Hamstern zeigte sich die antimikrobielle Wirkung von Aβ. Bislang galt Aβ als Beiprodukt oder als eine Art Abfall. Im Unterschied zu klassischen AMPs habe Aβ aber eine schützende und eine schädigende Wirkung. Bekannt aber sei, dass auch AMPs wie LL-37, wenn sie in erhöhten Konzentrationen auftreten, toxisch für Zellen sein können.

Sollte die Hypothese zutreffen, dann würde die Frage auftreten, warum Menschen mit einer Gehirninfektion keine Alzheimer-Krankheit entwickeln. Die Wissenschaftler sagen, sie hätten zwar die normale antimikrobielle Wirkung von Aβ zeigen können, woraus sich aber keine Erklärung ableiten lässt, warum die Plaques entstehen. Sie hätten auch nicht einen direkten Hinweis auf eine infektiöse Verursachung von Alzheimer gefunden, wohl aber einen "möglichen Mechanismus für eine von Pathogenen bedingte β-Amyloid Amyloidose". Die Versuche hätten die Möglichkeit gezeigt, dass manche mikrobielle Organismen eine Ablagerung bewirken können, aber bislang sei kein bestimmter Organismus identifiziert worden. Wichtig wäre daher die genetische Identifizierung von mikrobiellen Pathogenen in den Gehirnen von Alzheimer-Erkrankten.

Rudolph Tanzi, einer der Wissenschaftler, vermutet, so sagte er der NYTimes, dass Alkzheimer dann entsteht, wenn das Gehirn nicht in der Lage ist, die β-Amyloid-Fallen nach der Ausschaltung der Eindringlinge wieder aufzulösen. Bekannt sei, dass Menschen mit dem Gen ApoE2 Gehirne haben, die Plaques gut auflösen können und auch ein geringes Alzheimer-Risikos besitzen.

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