Bonn, 10. November 2023. Hirnerkrankungen wie Alzheimer und Parkinson können mit Depressionen und Angstzuständen einhergehen. Dr. Sabine Krabbe, Neurowissenschaftlerin am DZNE-Standort Bonn, erhält 1,2 Millionen US-Dollar von der Chan Zuckerberg Initiative, um den Ursachen solcher Symptome auf den Grund zu gehen. Dafür möchte sie anhand von Mäusen und modernster Technik das Geschehen im „Emotionszentrum“ des Gehirns bis auf die Ebene einzelner Zellen erforschen. Die Untersuchungen sind auf vier Jahre ausgelegt und sollen den Weg für eine bessere Behandlung von Menschen mit solchen psychiatrischen Beschwerden bereiten.
„Psychiatrische Störungen sind ein gemeinsames Merkmal verschiedenster neurogenerativer Erkrankungen. Etwa 60 bis 70 Prozent der Patientinnen und Patienten sind davon betroffen. Angst und Depression sind dabei besonders verbreitet“, sagt Sabine Krabbe. „Diese Beschwerden beeinträchtigen die Gefühlswelt und schränken die Lebensqualität erheblich ein. Bemerkenswert ist, dass sie schon Jahre vor dem Einsetzen von Gedächtnisproblemen oder Bewegungsstörungen auftreten können. Also lange bevor Alzheimer, Parkinson oder eine andere neurogenerative Erkrankung festgestellt wird. Das zeigt, dass es abgesehen von der seelischen Belastung aufgrund der Diagnose auch biologische Ursachen geben muss.“ Mit dem nun geförderten Projekt will die Neurowissenschaftlerin, die am DZNE-Standort Bonn eine Forschungsgruppe leitet, zum besseren Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse beitragen. Sie sagt: „Ich möchte nicht nur die neuronalen Vorgänge verstehen, sondern auch Ansatzpunkte finden, damit sich psychiatrische Störungen im Kontext neurodegenerativer Erkrankungen besser behandeln lassen.“
Emotionszentrum im Blickpunkt
Auf mikroskopischer Ebene haben Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson unter anderem eine Gemeinsamkeit, die mit psychiatrischen Problemen in Zusammenhang stehen könnte: Ablagerungen von Eiweißstoffen in der sogenannten Amygdala, jener Hirnregion, die an der Steuerung von Emotionen besonders beteiligt ist. Deshalb wird sie bisweilen das „Emotionszentrum“ des Gehirns genannt. „Meine Vermutung ist, dass diese Proteine die neuronalen Netzwerke innerhalb der Amygdala stören und die psychiatrischen Beschwerden dadurch zustande kommen. Insofern konzentriert sich mein Forschungsprojekt auf die Amygdala und ausdrücklich auf psychiatrische Symptome bei Neurodegeneration. Ich möchte herausfinden, wie diese abnormen Proteine auf die Amygdala einwirken. Bisher hat man ihren Einfluss vorwiegend auf andere Hirnareale erforscht.“
Verhaltensexperimente
Das Forschungsvorhaben ist auf vier Jahre angelegt und extrem aufwändig, denn es kombiniert umfangreiche Verhaltensexperimente mit komplexen Mikroskopieverfahren. Im Fokus der Untersuchungen stehen Mäuse mit Protein-Ablagerungen in der Amygdala wie sie in ähnlicher Weise bei einer Alzheimer- oder einer Parkinson-Erkrankung auftreten. „Maus-Modelle“ heißt das im Fachjargon. „Die Amygdala hat bei allen Säugetieren eine ähnliche Struktur und Funktion. Aus der Beobachtung von Mäusen können wir daher viel über die Vorgänge im menschlichen Gehirn lernen“, so Krabbe. „Wir untersuchen zum Beispiel, wie Mäuse eine unbekannte Umgebung erkunden und ob die Tiere dabei mutig oder eher zurückhaltend sind. Daraus können wir Rückschlüsse ziehen auf ihren emotionalen Zustand. Für solche und ähnliche Experimente verwenden wir eine ganze Reihe standardisierter Aufbauten und Testprotokolle. Und wir können dies in verschiedenen Stadien der Erkrankung tun, um die mit dem Fortschreiten der Krankheit verbundenen Veränderungen zu beobachten.“
Zelluläre Präzision
Ergänzt werden die Verhaltensexperimente durch mikroskopische Messungen der Aktivität von Nervenzellverbänden und sogar einzelner Zellen. Krabbe und ihr Team nutzen dafür Miniatur-Mikroskope, die weniger als zwei Gramm wiegen. "Eine Maus trägt ein solches Gerät problemlos auf dem Kopf, während sie sich frei umherbewegt. Wir schauen uns an, was das Tier zu einem bestimmten Zeitpunkt macht und was gleichzeitig in der Amygdala passiert. Verhalten und Zell-Aktivität lassen sich so miteinander verknüpfen und Veränderungen im Laufe der Erkrankung erfassen“, erläutert Krabbe. „Auch haben wir Techniken, um verschiedene Zelltypen in der Amygdala zu identifizieren. Damit können wir zum Beispiel erkennen, ob die Erkrankung manche Typen von Nervenzellen stärker betrifft als andere.“
Gemeinsame Mechanismen
Die Bonner Wissenschaftlerin vermutet, dass unterschiedliche neurodegenerative Erkrankungen die Amygdala in ähnlicher Weise beeinflussen. „Das würde erklären, warum man bei so verschiedenen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson ähnliche psychiatrische Symptome beobachtet. Vor diesem Hintergrund untersuchen wir entsprechende Maus-Modelle“, so Krabbe. „Ich hoffe daher, im Krankheitsgeschehen innerhalb der Amygdala gemeinsame Mechanismen zu finden. Dies würde vermutlich einen gemeinsamen Therapieansatz ermöglichen. Davon könnten viele Menschen mit Neurodegeneration profitieren.“
Internationales Netzwerk
Die Auswahl durch die Chan Zuckerberg Initiative bietet Sabine Krabbe auch die Gelegenheit zum Austausch mit zahlreichen Fachleuten. Für die 39-jährige Neurowissenschaftlerin eine reizvolle Aussicht: „Gemeinsam mit meinem Team bin ich Teil eines internationalen Netzwerks, dem ‚Neurodegeneration Challenge Network‘, in dem Personen aus verschiedenen Disziplinen und mit unterschiedlichem Fachwissen eingebunden sind. Es besteht sowohl aus Nachwuchswissenschaftlern, die neu auf dem Gebiet sind, als auch aus etablierten Wissenschaftlern, die seit langem an Themen der Neurodegeneration arbeiten. Von so einer Gemeinschaft kann man sich viele Tipps und Ratschläge holen. Andererseits freue ich mich, meine Erfahrung mit unserer sehr speziellen Methodik einzubringen und die experimentellen Daten zu teilen, die wir generieren werden.“
Über die Chan Zuckerberg Initiative: https://chanzuckerberg.com
Über das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE): Das DZNE ist ein von Bund und Ländern gefördertes Forschungsinstitut, das bundesweit zehn Standorte umfasst. Es widmet sich Erkrankungen des Gehirns und Nervensystems wie Alzheimer, Parkinson und ALS, die mit Demenz, Bewegungsstörungen und anderen schwerwiegenden Beeinträchtigungen der Gesundheit einhergehen. Bis heute gibt es keine Heilung für diese Erkrankungen, die eine enorme Belastung für unzählige Betroffene, ihre Familien und das Gesundheitssystem bedeuten. Ziel des DZNE ist es, neuartige Strategien der Vorsorge, Diagnose, Versorgung und Behandlung zu entwickeln und in die Praxis zu überführen. Dafür kooperiert das DZNE mit Universitäten, Universitätskliniken und anderen Institutionen im In- und Ausland. Das Institut ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft und zählt zu den Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung.