Neue Studienergebnisse zu Alterungsprozessen im Hirn

by | Mar 22, 2024

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Wie altert das Gehirn und welche Auswirkungen hat das auf neurodegenerative Erkrankungen wie Schlaganfall oder Demenz? Antworten darauf sind nun Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität näher gekommen. 

 

Forscher der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) und des Exzellenzclusters Synergy haben untersucht, wie sich die Proteinzusammensetzung bestimmter Hirnzellen Im Verlauf des Lebens verändert. Die Ergebnisse der Studie geben neue Einblicke in den Alterungsprozess des Gehirns und könnten dazu beitragen, ein besseres Verständnis für neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz zu erlangen. 

Damit die Nervenzellen im Gehirn reibungslos funktionieren und Informationen verarbeiten können, ist das zentrale Nervensystem auf eine streng kontrollierte Umgebung angewiesen. Diese wird durch die Blut-Hirn-Schranke aufrechterhalten: Spezialisierte Hirnendothelzellen sitzen an den Innenwänden der Blutgefäße und kontrollieren den Austausch von Molekülen zwischen Blut- und Nervensystem. Frühere Studien hatten bereits gezeigt, dass verschiedene Funktionen, die von diesen Zellen abhängen, im Laufe des Lebens abnehmen. Diese Fehlregulationen können zu Dysfunktionen in den Blutgefäßen führen und sind deshalb ein wesentlicher Faktor bei neurodegenerativen Erkrankungen. 

Bislang waren die molekularen Veränderungen, die diesem Funktionsverlust zugrunde liegen, jedoch nur unzureichend erforscht. Der Grund: Die Forschung hat sich bisher vor allem auf die in den Endothelzellen enthaltene RNA konzentriert. Was fehlte, waren Daten zu allen Proteinen, dem sogenannten Proteom, betont LMU-Professor Martin Dichgans vom Institut für Schlaganfall- und Demenzforschung und einer der Verantwortlichen im Exzellenzcluster Synergy. Die aktuelle Studie könne diese Wissenslücke nun schließen. „Die Ergebnisse ergänzen und erweitern Erkenntnisse aus Studien zur RNA-Sequenzierung von Hirnendothelzellen im Verlauf des Alterns. Unser Proteomik-Ansatz erfasst beispielsweise Prozesse, die auf der RNA-Ebene nicht erkannt werden“, sagt der Wissenschaftler.

Fehlregulierter Stoffwechsel

Hierfür untersuchte das Team anhand angereicherter Hirnendothelzellen von Mäusen, wie sich die Zusammensetzung von Proteinen in den Zellen mit zunehmendem Alter verändert. Den Verlauf konnten die Forscher im Anschluss anhand einer Clusteranalyse mit bestimmten biologischen Funktionen in Zusammenhang bringen. „Unsere Ergebnisse zeigen Fehlregulationen von Schlüsselmolekülen bei der Stoffaufnahme in die Zellen, dem Rezeptorrecycling und dem Abbau von Stoffen im Lysosom”, erklärt Prof. Dichgans.

Am auffälligsten sei der Rückgang von Proteinen, die am Vesikel-vermittelten Transport beteiligt sind. Dieser sorgt für Gleichgewicht und Stabilität in den Zellen und ist für die Signalübertragung sowie andere zelluläre Prozesse entscheidend. Darüber hinaus liefert die Studie Belege dafür, dass ein Mangel des im Fettstoffwechsel relevanten Apolipoproteins E, welches Cholesterin und andere Fette durch den Körper transportiert, die Alterung beschleunigen kann. 

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