Amerikanische Forscher haben einen neuen Mechanismus entdeckt, der eine entscheidende Rolle bei Alzheimer spielen könnte. Offensichtlich bringen die so genannten Alzheimer-Plaques innerhalb weniger Minuten das elektrochemische Gleichgewicht einer gesunden Nervenzelle durcheinander. Die Nervenzelle verliert ihre Energie ? vergleichbar mit einer Batterie, die kurz vor dem Ende ist ? und stirbt. Die Ergebnisse ihrer Versuche beschreiben Ingram und seine Kollegen in dem Fachmagazin Biochemical and Biophysical Research Communications (Bd. 293, S. 1197 und 1204).
Eine gesunde Nervenzelle ist in ihrem Inneren negativ geladen, außerhalb ist das chemische Potenzial positiv. Im Gehirn von Alzheimer-Patienten entwickeln sich so genannte Beta-Amyloid-Plaques. Bisher war bekannt, dass sich bei der Berührung einer dieser Klumpen Ionenkanäle auf der Zelloberfläche einer gesunden Nervenzelle öffnen und positiv geladene Kalziumionen in das Zellinnere strömen. Zusätzlich setzen die Plaques jedoch noch einen weiteren Ionenstrom in Gang, haben Vernon Ingram und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) nun herausgefunden. Negativ geladene Chloridionen strömen aus der Zelle und das Potenzial zwischen Innen und Außen wird in kürzester Zeit auf den Kopf gestellt. Die Zelle wird vollständig depolarisiert.
In ihren Versuchen verwendeten Ingram und seine Mitarbeiter Zellkulturen von Menschen- und Rattennervenzellen. Mithilfe eines Farbstoffs konnten sie den Ionenfluss messen, und damit auch die Potenzialdifferenz zwischen den Zellen. Wenn sie Alzheimer-Plaques auf diese Zellkulturen gaben, wurde das natürliche Verhältnis der elektrochemischen Ladungen innerhalb weniger Minuten zerstört. “Wenn das mit Zellen passiert, die eine Erinnerung speichern, geht diese verloren”, sagt Ingram.
Das Team testete an den depolarisierten Zellen 1500 bekannte Medikamente. 10 Mittel konnten die Depolarisation rückgängig machen. Die Zellen verhielten sich wieder normal. Einige der wirksamen Medikamente blockieren die Chloridkanäle, die es Chloridionen erlauben würden, die Zellmembran zu passieren. Daher vermuten die Forscher, dass der Chloridausstrom aus der Zelle zum Absterben beiträgt. Andere blockierten die Protein Kinase C, ein Enzym, das die Depolarisation aus dem Inneren der Zelle mit unterstützen könnte.
“Bis jetzt konnten wir das nur an Zellkulturen zeigen”, sagt Ingram. “Aber das ist ein sehr vielversprechender erster Schritt.” Als nächstes werden die Wissenschaftler die Medikamente an Hirnstücken von Mäusen und auch an lebenden Mäusen testen, die alzheimerähnliche Symptome zeigen.
Cornelia Pfaff
