Alzheimer im Mini-Maßstab
DZNE-Forscher untersuchen Organoide aus der Petrischale
Mitochondrien sind die Kraftwerke von Zellen und an der Alzheimer-Krankheit beteiligt. Jun.-Prof. Dr. Michela Deleidi vom DZNE Tübingen und ihr Forschungsteam haben diesen Zusammenhang nun genauer untersucht: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erforschten sogenannte Gehirn-Organoide. Das sind 3D-Hirnmodelle in Miniaturgröße, die aus Stammzellen gewonnen werden. Die Studie hat es auf das Cover der Zeitschrift "Molecular Psychiatry" geschafft.
Sie sind bis zu vier Millimeter groß, schwimmen in einer Petrischale und sollen helfen, Ursachen von Krankheiten zu verstehen und Therapien zu entwickeln: Dreidimensionale Gehirn-Organoide, im Labor aus menschlichen Stammzellen gezüchtet. Die kleinen Hirnmodelle entwickeln sich ähnlich wie ein menschliches Gehirn. Auch in ihnen gibt es deshalb Mitochondrien, die als winzige „Kraftwerke“ für den zellulären Energiestoffwechsel zuständig sind. Liegt bei diesem Vorgang ein Defekt vor, wird der Energiestoffwechsel in den Zellen gestört. Manchmal hat ein solcher Defekt eine genetische Ursache. In der Folge kommt es zu sogenannten mitochondrialen Erkrankungen, die sich beispielsweise in Gehirnstörungen zeigen.
Das Tübinger DZNE-Forschungsteam um Michela Deleidi hat mit Hilfe solcher „Mini-Gehirne“ nun untersucht, welche Rolle die Mitochondrien bei der Alzheimer-Erkrankung spielen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stellten fest, dass Defekte in dem mitochondrialen Gen PITRM1 zu einer Zunahme von Eiweiß-Ablagerungen in den Mini-Gehirnen führen, ähnlich den sogenannten Amyloid-Beta-Plaques, die in den Gehirnen von Alzheimer-Patienten beobachtet werden. An den kleinen Gehirn-Modellen testeten die Forschenden zudem Medikamente gegen neurodegenerative und neuropsychiatrische Erkrankungen. Dabei fanden sie heraus, dass Wirkstoffe, die auf die Mitochondrien abzielen, möglicherweise nützlich sein könnten, um Alzheimer-Demenz zu verzögern oder gar zu verhindern. „Unsere Studie legt außerdem nahe, dass die Mitochondrien im Frühstadium der Krankheit auch Entzündungsvorgänge im Gehirn beeinflussen können“, sagt Michela Deleidi. „Daher sollten in zukünftigen Studien Medikamente, die sowohl auf die Mitochondrien als auch auf Entzündungsprozesse abzielen, für die Behandlung der Alzheimer-Krankheit untersucht werden.“