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Alzheimer: Protein-Fehlfaltung ist übertragbar

Amyloid-Plaques
Ablagerungen fehlgefalteter Amyloid-Proteine sind für Alzheimer typisch. (Grafik: Selvanegra/ iStock)

Alzheimer gilt als nicht ansteckend – und ist es im normalen Umgang mit Patienten auch nicht. Anders aber sieht dies aus, wenn die typischen Alzheimer-Proteine direkt in das Gehirn gesunder Menschen gelangen – beispielsweise durch kontaminiertes Wachstumsprotein oder bei einer Hirnhaut-Transplantation. Forscher haben nun in Versuchen mit Mäusen erstmals nachgewiesen, dass eine direkte Übertragung fehlgefalteter Amyloid-Proteine tatsächlich zur Bildung der krankhaften Plaques im Gehirn der Empfänger führt.

Eines der typischen Symptome der Alzheimer-Erkrankung sind Ablagerungen fehlgefalteter Proteine im Gehirn. Diese Beta-Amyloid-Plaques tragen gängiger Theorie nach zum Absterben der Gehirnzellen bei und gelten daher als Vorzeichen der Demenzerkrankung. Prinzipiell gelten weder diese Proteinplaques noch die Demenzerkrankung selbst als ansteckend – unter normalen Umständen. Doch Versuche mit Mäusen und Primaten haben schon vor einigen Jahren belegt, dass diese Fehlfaltung doch ansteckend sein kann, wenn die Amyloid-Plaques direkt in das Gehirn eines Empfängers gelangen. Dort überträgt dann das alzheimertypische Amyloid-Protein seine Missbildung auf andere, gesunde Proteine. Beim Menschen galt eine solche Übertragung jedoch lange als ausgeschlossen – oder zumindest extrem unwahrscheinlich.

Die Indizien

Das allerdings änderte sich im Jahr 2015, als Forscher erstmals Indizien für eine durch Ansteckung erworbene Alzheimerkrankheit in den Gehirnen von acht Menschen entdeckten. Diese hatten zu Lebzeiten Wachstumshormone gespritzt bekommen, die aus menschlichem Gehirngewebe gewonnen worden waren – bis 1985 war dies durchaus üblich. Wie sich jedoch später herausstellte, waren diese Wachstumshormone mit Prionen und auch mit fehlgefalteten Amyloid-Proteinen kontaminiert. Als John Collinge vom University College London und sein Team die Gehirne der acht Patienten untersuchten, fanden sie in diesen ebenfalls alzheimertypische Amyloid-Plaques. Sie schlossen daraus, dass Alzheimer über solche fehlgefaltete Proteine übertragbar sein könnte.

Ein Jahr später entdeckte eine weitere Forschergruppe ebenfalls Indizien dafür bei Patienten, denen eine kontaminierte Hirnhaut implantiert worden war. Allerdings: In beiden Fällen lagen nur Hinweise auf eine direkte Übertragung vor – auf frischer Tat „ertappt“ hatte man den Ansteckungsprozess nicht. Ob und wie die fehlgefalteten Proteine im Gehirn der Empfänger zur Bildung von Amyloid-Plaques führen, blieb daher vorerst offen. „Eine Kausalität konnten wir nicht belegen“, betonen Collinge und sein Team. Deshalb haben sie die Übertragung der Amyloid-Fehlfaltung noch einmal genauer überprüft.

Übertragung ins Mäusegehirn

Für ihre Studie akquirierten die Wissenschaftler zunächst Proben der vor rund 30 Jahren verwendeten Wachstumshormone – auch von den Präparaten, die ihre acht Patienten zu Lebzeiten bekommen hatten. „Glücklicherweise besitzt die englische Gesundheitsbehörde noch ein Archiv mit Proben der damals verwendeten Chargen“, sagen die Forscher. Im ersten Schritt testeten sie, ob diese Wachstumshormone tatsächlich mit fehlgefalteten Amyloid-Plaques verunreinigt waren. Die Analysen ergaben tatsächlich eine Kontamination. „Damit haben wir unzweifelhafte Beweise dafür, dass die Patienten Präparate mit Amyloid-Beta-Peptide und Tauproteinen bekommen hatten“, so Collinge und seine Kollegen.

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Doch waren diese Protein-Verunreinigungen auch krankmachend? Um das zu testen, führten die Forscher einen Versuch mit Mäusen durch, die durch eine Genmanipulation menschliche Varianten der Amyloid-Proteine produzierten. Diesen Tieren injizierten sie einen Extrakt aus dem Gehirnmaterial von an Alzheimer gestorbenen Patienten – und damit eine Lösung, die viele fehlgefaltete Amyloid-Proteine enthielt. Mehrere Monate lang beobachteten die Wissenschaftler dann, ob sich im Gehirn der Mäuse krankhafte Amyloid-Ablagerungen bildeten. Das Ergebnis: Ein Dreivierteljahr nach der Injektion zeigten sich im Gehirn der Tiere deutliche Ablagerungen von Amyloid-Plaques, die sich vor allem entlang der Hirngefäße konzentrierten. Kontrolltiere, die nur eine Salzlösung injiziert bekommen hatten, zeigten diese Ablagerungen dagegen nicht.

Keine Gefahr durch Alzheimer-Patienten

„Damit ist unser Verdacht bestätigt, dass es eine Übertragung der Amyloid-Pathologie durch kontaminiertes Wachstumshormon gegeben hat“, konstatieren Collinge und seine Kollegen. Ähnlich wie bei Prionen sei demnach auch bei Amyloidproteinen eine Weitergabe der Fehlfaltung durch direkten Kontakt mit „Saatproteinen“ möglich. „Die zerebrale Aβ−Amyloidangiopathie (CAA) kann damit als eine übertragbare Erkrankung angesehen werden – mit entsprechenden Implikationen für die öffentliche Gesundheit“, so die Forscher. Ob jedoch eine CAA und damit die Ablagerung der fehlgefalteten Amyloid-Proteine in den Hirngefäßen auch automatisch zu Alzheimer führt, ist strittig. Die Forscher gehen aber davon aus, dass dies sehr wahrscheinlich ist.

Wichtig jedoch: „Wir unterstreichen erneut, dass die Alzheimer-Krankheit als solches nicht ansteckend ist“, betonen Collinge und sein Team. Niemand muss demnach Angst haben, sich bei einem Patienten mit Demenz anzustecken. Auch für eine Ansteckungsgefahr durch Bluttransfusionen gebe es keinerlei Indizien. Potenziell gefährlich wird es nach bisherigen Erkenntnissen nur dann, wenn kontaminiertes Hirnmaterial oder daraus gewonnene Produkte implantiert oder gespritzt werden. „Das Hauptproblem ist die Verwendung von potenziell infizierten Geweben oder chirurgischen Instrumenten“, erklärt auch David Brown von der University of Bath in einem Kommentar. „Aber schon vor Jahren wurden entsprechende Verbote und Prozeduren eingeführt, die dies verhindern sollen.“

Quelle: John Collinge (University College London) et al., Nature, doi: 10.1038/s41586-018-0790-y

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