Nach zahlreichen Experimenten haben Forscher in einer Studie herausgefunden, dass Hirnwasser von jungen M\u00e4usen das Ged\u00e4chtnis alter Tiere wieder verbessern kann. Die Hoffnung der Forscher: Hirnwasser k\u00f6nnte k\u00fcnftig die Behandlung neurodegenerativer Krankheiten unterst\u00fctzen – aber es ist fraglich, ob die Experimente auf den Menschen \u00fcbertragbar sind.<\/p>\n
<\/p>\n
Die Ged\u00e4chtnisleistung von alten M\u00e4usen verbessert sich, wenn ihnen Gehirnwasser von j\u00fcngeren M\u00e4usen injiziert wurde. Das beschreibt eine Gruppe von Forschenden um den Alternsforscher Tony Wyss-Coray in einer in Nature ver\u00f6ffentlichten Studie<\/a>. Die Arbeit baut auf fr\u00fcheren Studien auf, in denen die Forschenden unter anderem zeigten, dass Blut von jungen M\u00e4usen einige Auswirkungen von Hirnalterung bei alten M\u00e4usen umkehren kann. Da das Gehirn aber mit Barrieren wie etwa der Blut-Hirn-Schranke gesch\u00fctzt ist, testeten die Forschenden in diesem Fall, was passiert, wenn Gehirnwasser direkt in die Hirnventrikel gegeben wird.<\/p>\n Daf\u00fcr injizierten die Forschenden alten M\u00e4usen (18 Monate alt) \u00fcber sieben Tage hinweg Gehirnwasser von j\u00fcngeren erwachsenen M\u00e4usen (zehn Wochen alt). In einem Test zeigten die alten M\u00e4use nach etwa zwei Wochen eine verbesserte Ged\u00e4chtnisleistung. Die Forschenden testeten auch, was passierte, wenn sie den M\u00e4usen Gehirnwasser von jungen Menschen (im Mittel 24,6 Jahre alt) und von \u00e4lteren Menschen (im Mittel 69 Jahre alt) injizierten und stellten \u00e4hnliche Effekte fest.<\/p>\n Aus dem jungen Gehirnwasser identifizierten sie den Wachstumsfaktor Fgf17, der, wenn er ins Gehirnwasser der alten M\u00e4use injiziert wurde, teilweise den gleichen Effekt zeigte wie die Gabe von jungem Gehirnwasser. Dieser Faktor findet sich auch in Menschen und nimmt mit zunehmenden Alter ab. Fgf17 regt gewisse Vorl\u00e4ufergehirnzellen dazu an, zu reifen und Nervenzellen wieder mit Myelin zu umwickeln. Myelin stellt eine Art Isolation f\u00fcr die Nervenzellen her und sorgt daf\u00fcr, dass die \u00dcbermittlung von elektrischen Signalen im Gehirn besser funktioniert.<\/p>\n Wyss-Coray und Kolleginnen und Kollegen stellen mit ihrer Arbeit die These auf, dass junge Nervenzellen das Gehirnwasser mit Faktoren anreichern, die als Signalmolek\u00fcle die Funktionalit\u00e4t der Gehirnzellen aufrechterhalten, schreiben zwei Forscherinnen in einem parallel erscheinenden News&Views-Artikel. Sie weisen auch darauf hin, dass die Studie die M\u00f6glichkeit aufzeigt, unter anderem Demenz direkt \u00fcber Gehirnwasser therapeutisch zu behandeln.<\/p>\n Inwiefern die Erkenntnisse der Studie auf eine \u201eVerj\u00fcngung der Gehirnleistung\" bei M\u00e4usen schlie\u00dfen lassen, ob diese auf den Menschen \u00fcbertragbar sind und inwieweit daraus Therapieoptionen gegen altersassoziierte Krankheiten wie Demenz erwachsen, ordnen Fachleute in den nachstehenden Statements ein.<\/p>\n Sprecher des Deutschen Zentrums f\u00fcr Neurodegenerative Erkrankungen, Standort Dresden, und Leiter der Arbeitsgruppe Genomische Grundlagen der Regeneration, Forschungszentrum f\u00fcr Regenerative Therapien (CRTD), Dresden, Deutsches Zentrum f\u00fcr neurodegenerative Erkrankungen e. V. (DZNE), Bonn<\/strong><\/p>\n Auf die Frage, wie die Methodik der Studie einzusch\u00e4tzen ist und ob die verwendeten Messungen zur kognitiven Funktion den Schluss erlauben, dass die Gehirnleistung verj\u00fcngt ist:<\/em><\/p>\n Dies sind sehr spannende Befunde, weil sie zeigen, dass auch \u00e4ltere Gehirne noch ein Potenzial haben, sich wieder etwas zu verj\u00fcngen, wenn sie denn die richtigen Signale bekommen. In dieser Arbeit wurden solche Signalmolek\u00fcle in der Hirnfl\u00fcssigkeit junger M\u00e4use gefunden. Wissenschaftlich gesehen ist besonders spannend, dass eine besondere Gruppe von Hirnzellen, denen schon l\u00e4nger ein gro\u00dfes Potenzial zur Plastizit\u00e4t zugeschrieben wird, auf die Signale reagiert. Das ist eine interessante Wendung.<\/p><\/blockquote>\n Verj\u00fcngt' ist eine bildhafte Beschreibung: die Leistung der \u00e4lteren Tiere war der von j\u00fcngeren M\u00e4usen \u00e4hnlicher. Selbst eine so umfangreiche Arbeit wie diese kann davon nur wenige Aspekte beleuchten.`<\/p>\n Die Gradlinigkeit des Ansatzes ist seine St\u00e4rke; dadurch tritt der Kernbefund deutlich hervor. Die Realit\u00e4t ist immer un\u00fcbersichtlicher. Etwas junge Hirnfl\u00fcssigkeit macht noch kein junges Gehirn, aber unterst\u00fctzt offensichtlich immerhin die Regeneration bestimmter altersabh\u00e4ngiger Verluste.<\/p><\/blockquote>\n Auf die Frage, inwiefern sich die hier vorgestellte Methode von dem Bluttransfer von jungen zu alten M\u00e4usen unterscheidet oder ob es sich hierbei um den gleichen Mechanismus handelt:<\/em><\/p>\n An die Hirnfl\u00fcssigkeit kommt man viel schlechter heran, da es mit einem Pieks in die Vene nicht getan ist. Aber weil die Hirnfl\u00fcssigkeit das Gehirn eng umsp\u00fclt und in alle Spalten und Hohlr\u00e4ume vordringt, ist sie dem Gehirn auch viel n\u00e4her. Der Blutkreislauf dagegen ist durch die Blut-Hirn-Schranke vom Gehirn und der Gehirnfl\u00fcssigkeit weitgehend abgekoppelt.<\/p>\n Auch wenn weitgehend unklar ist, wie sich dieser Befund im Detail auf den Menschen \u00fcbertragen l\u00e4sst \u2013 nicht zuletzt, weil auch ein sehr alte Mausgehirn noch viele Jahrzehnte j\u00fcnger ist als ein altes Menschengehirn \u2013, so ist das beschriebene Prinzip doch sehr wichtig. Wir lernen durch solche Arbeiten immer besser zu verstehen, was Altern im Gehirn wirklich bedeutet und welche Prozesse dabei vielleicht doch nicht so zwangsl\u00e4ufig ablaufen, wie wir oft denken.<\/p><\/blockquote>\n Es handelt sich um Grundlagenforschung, die Relevanz f\u00fcr die klinikn\u00e4here Forschung hat, weil sie wichtige Prinzipien aufzeigt. Eine direkte Therapie ergibt sich daraus noch nicht. Aber unser Wissen \u00fcber die Potenziale zur Anpassungsf\u00e4higkeit und \u201aVerj\u00fcngung' des Gehirns im Alter w\u00e4chst.<\/p><\/blockquote>\n Leiter der Arbeitsgruppe Neuronale Regeneration am Exzellenzclusters f\u00fcr Alternsforschung CECAD, Uniklinik K\u00f6ln<\/strong><\/p>\n Dies ist eine wichtige Studie, die zeigt, dass das Gehirnwasser (Zerebrospinalfl\u00fcssigkeit, CSF), das von jungen Probanden (M\u00e4usen oder Menschen) gewonnen und in gealterte M\u00e4use \u00fcber eine Infusion gegeben wird, ausreicht, um Aspekte zu verbessern, die f\u00fcr die Kognition des Gehirns relevant sind \u2013 wie die Ged\u00e4chtnisbildung und -erhaltung. Oligodendrozyten-Vorl\u00e4uferzellen (OPC) scheinen hier eine der Hauptzellpopulationen zu sein, auf die junge CSF-Infusionen abzielen \u2013 insbesondere OPCs, die sich im Hippocampus befinden, einer bekannten Struktur, die f\u00fcr das Erlernen einer Erinnerung wichtig ist. Aus ihnen entwickeln sich sp\u00e4ter reife Oligodendrozyten, die wiederum Zellen im Gehirn mit Myelin ummanteln.<\/p>\n Durch die Anwendung modernster Methoden identifizieren die Autoren den Wachstumsfaktor Fgf17 und den Serum Response Factor (SRF), die im jungen Gehirnwasser enthalten sind und eine entscheidende Rolle bei der beobachteten Wirkung in gealterten Gehirnen spielen. Die Manipulation dieser beiden Komponenten reichte aus, um die beobachteten Effekte des jungen Gehirnwassers zu beseitigen. Auf der anderen Seite konnten die beiden Komponenten die meisten dieser Effekte auch ohne Gehirnwasser reproduzieren.<\/p>\n Die angewandte Methodik ist eindeutig auf dem neuesten Stand der Technik, und die Gruppe von Dr. Wyss-Coray leistete Pionierarbeit bei mehreren der angewandten experimentellen Strategien zur Bewertung der Auswirkungen des Gehirnwassertransfers zwischen jungen und alten Probanden. Die Schlussfolgerungen deuten stark darauf hin, dass das junge Gehirnwasser mehrere zellul\u00e4re und kognitive Funktionen in alten M\u00e4usen verbessert. Die Ergebnisse legen die Vermutung nahe, dass diese verbesserten Funktionen eine tats\u00e4chliche \u201aVerj\u00fcngung' des Systems widerspiegeln k\u00f6nnten.<\/p>\n Ob dies auf zellul\u00e4rer Ebene schl\u00fcssig bewiesen werden kann, bleibt abzuwarten, doch die gezeigten Experimente liefern eindeutige Nachweise f\u00fcr eine verbesserte Plastizit\u00e4t der OPCs und der Hippocampus-Gehirnschaltkreise durch die Supplementierung mit jungem Gehirnwasser beziehungsweise den spezifischen darin enthaltenen Faktoren. Dies ist recht bemerkenswert. Die Tatsache, dass die Supplementierung auch nur eines solchen Faktors, n\u00e4mlich Fgf17, f\u00fcr signifikante Ver\u00e4nderungen in diesen Funktionen verantwortlich sein k\u00f6nnte, ist ebenfalls sehr aufregend. Wenn diese Ergebnisse in weiteren Arbeiten best\u00e4tigt werden, gehen sie \u00fcber den altersbedingten kognitiven Verfall hinaus, da sie auch eine wichtige therapeutische Anwendbarkeit bei Entmarkungskrankheiten wie der Multiplen Sklerose haben k\u00f6nnten.<\/p><\/blockquote>\n Leiter des Instituts f\u00fcr Molekularbiologie, Lehrstuhl f\u00fcr Genomik, Stammzellbiologie und Regenerative Medizin, Universit\u00e4t Innsbruck, \u00d6sterreich<\/strong><\/p>\n Die vorliegende Studie markiert einen wichtigen Schritt f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis altersabh\u00e4ngiger Prozesse im Gehirn und m\u00f6gliche Interventionen zur Abmilderung eines kognitiven Verfalls. Dabei ist die grundlegende Hypothese der Studie, dass die Cerebronalfl\u00fcssigkeit (CSF, auch als Liquor beziehungsweise Gehirnwasser bezeichnet) eine wesentliche Determinante bei der Gehirnalterung darstellt, nicht neu. Fr\u00fchere Studien haben gezeigt, dass sich die Proteinzusammensetzung des CSF mit dem Alter ver\u00e4ndert: so sind zum Beispiel entz\u00fcndungsf\u00f6rdernde Stoffe erh\u00f6ht und Nerven-spezifische Wachstumsfaktoren erniedrigt. Die kausale Verbindung zwischen der im Alter ver\u00e4nderten biochemischen Zusammensetzung des CSF und der Ver\u00e4nderung kognitiver Leistungen ist bislang unklar. Die Studie der Labore von Wyss-Coray und Zuchero wendet eine elegante Kombination von aussagekr\u00e4ftigen und leistungsf\u00e4higen molekular- und zellbiologischen Methoden sowie Verhaltensstudien mit M\u00e4usen an, um Fgf17 als eine solche Komponente zu identifizieren und den Weg f\u00fcr eine m\u00f6gliche therapeutische Intervention zu ebnen.<\/p>\n Die in der Studie untersuchten zellul\u00e4ren Prozesse, die daraus resultierenden physiologischen Wirkungen und deren extrazellul\u00e4re Instruktoren im CSF sind au\u00dferordentlich komplex und dynamisch. Ebenso vielf\u00e4ltig sind die Methoden, welche das Team um Wyss-Coray einsetzt: neben modernen zellbiologischen, molekulargenetischen und verhaltensbiologischen Verfahren wird auch die moderne \u201aSLAMseq' Sequenzierungsmethode angewendet, die es erm\u00f6glicht, festzustellen, welche Gene wann und wie lange in einer Zelle aktiv sind. Auf diesem Weg entdeckten die Autoren das Zielgen SRF, welches schon nach einer Stunde CSF-Behandlung in Oligodendrozytenvorl\u00e4ufer (OPCs) stark hochreguliert wird und von extrazellul\u00e4rem Fgf17 kontrolliert wird. Die Autoren zeigen schlie\u00dflich, dass eine Fgf17-Applikation allein einen Verj\u00fcngungseffekt aufweist.<\/p><\/blockquote>\n So elegant die Studie von Wiss-Coray und Kollegen zwar angelegt ist, enth\u00e4lt sie jedoch auch methodische Schw\u00e4chen. So wird bei einigen Experimenten der verj\u00fcngende Effekt von CSF-Pr\u00e4parationen aus jungen Tieren (young mouse CSF, YM-CSF) mit k\u00fcnstlichem CSF (artificial CSF, aCSF) kontrolliert, anstelle eines Vergleichs mit CSF-Pr\u00e4paration aus alten Tieren. Dadurch k\u00f6nnte der verj\u00fcngende Effekt \u00fcberbewertet werden. Zur neurobiologischen Verhaltensanalyse wurde fast ausschlie\u00dflich eine Variante der sogenannten \u201afear conditioning' Analyse verwendet. Diese ist eine g\u00e4ngige Methode, doch wie alle Verhaltensanalysen biologisch stark variabel. So ist zwar das statistische Mittel des kognitiven Gewinns des vermeintlich verj\u00fcngenden YM-CSF h\u00f6her als das der Kontrolle (aCSF) (circa 38 Prozent gegen\u00fcber 18 Prozent), allerdings streuen die Werte stark zwischen 10 und 80 Prozent \u2013 sprich: es h\u00e4ngt sehr vom Einzeltier ab. Tageszeit, Geschlecht, Gesundheitsszustand und andere Parameter haben ebenfalls einen Einfluss auf das Ergebnis. Deswegen w\u00e4ren weitere, alternative Verhaltensanalysen wie zum Beispiel das Morris Wasserlabyrinth hilfreich, um ein breiteres Verhaltensspektrum experimentell abzubilden.<\/p><\/blockquote>\n Eine interessante Frage, welche die Studie erstaunlicherweise unbeantwortet l\u00e4sst, ist auf die Identit\u00e4t der Zielzellen gerichtet, welche auf die CSF-Behandlung beziehungsweise Fgf17 ansprechen. Sind es bereits vorhandene residente Oligodendrozytenvorl\u00e4ufer (OPCs) oder werden diese durch Fgf17 m\u00f6glicherweise aus naiven Gehirnstammzellen differenziert oder gar reprogrammiert? Die verwendeten Sequenziermethoden im \u201abulk' \u2013 das hei\u00dft in heterogener Mischung aller vorhandenen Zelltypen \u2013 l\u00e4sst dar\u00fcber nur indirekte Aussagen zu. Eine k\u00fcnftige Einzelzell-Sequenzierungs-Analyse (\u201ascRNAseq') wird hier tiefgehende Einblicke geben k\u00f6nnen, um ein derzeit intensiv diskutiertes zentrales Paradigma der neuralen Regeneration zu beleuchten.<\/p><\/blockquote>\n Auf die Frage, inwiefern sich die hier vorgestellte Methode von dem Bluttransfer von jungen zu alten M\u00e4usen unterscheidet oder es sich hierbei um den gleichen Mechanismus handelt:<\/em><\/p>\n Gehirnwasser ist eine normalerweise klare und farblose K\u00f6rperfl\u00fcssigkeit, die mit der Gewebsfl\u00fcssigkeit des zentralen Nervensystems im Kontakt steht. Die Zusammensetzung des Gehirnwassers ist deutlich weniger komplex als die des Blutserums. Deswegen ist die Identifikation funktioneller Komponenten zwar einfacher, allerdings sind Gewinnung und Transfer von Gehirnwasserproben experimentell aufw\u00e4ndig und mit hohem Infektionsrisiko verbunden.<\/p><\/blockquote>\n Aussagen zur \u00dcbertragbarkeit derartiger Studien auf den Menschen sind naturgem\u00e4\u00df heikel und mit Vorsicht zu betrachten. Die in dieser Studie identifizierten molekularen und genetischen Komponenten sind zwischen Mensch und Maus konserviert. Und tats\u00e4chlich demonstriert die Studie eine neurobiologische Wirksamkeit von menschlichem Spendermaterial in M\u00e4usen, was darauf hindeutet, dass auch die biologischen Funktionen konserviert sein k\u00f6nnten. Es ist allerdings davon auszugehen \u2013 und die Studie macht daraus auch keinen Hehl \u2013 dass \u00fcber Fgf17 hinaus, weitere Komponenten eine Rolle spielen, die neu identifiziert werden m\u00fcssten. Leider beinhaltet die Studie keine vergleichende Analyse zur Konzentration von Fgf17 in CSF-Proben von jungen und alten menschlichen Individuen. Ein vermeintlich auftretender h\u00f6herer Gehalt an Fgf17 in den jungen CSF-Proben h\u00e4tte die Aussagekraft zur \u00dcbertragbarkeit auf den Menschen verst\u00e4rken k\u00f6nnen.<\/p><\/blockquote>\n Auf die Frage, inwiefern es realistisch ist, dass man eine Supplementierung des Wachstumsfaktors in die Zerebrospinalfl\u00fcssigkeit als Therapie umsetzt und welchen Patienten und Patientinnen man damit eventuell helfen k\u00f6nnte:<\/em><\/p>\n Eine intracerebroventrikul\u00e4re Infusion, wie sie in der Studie bei Tieren angewendet wurde, ist sehr aufw\u00e4ndig und mit hohem Infektionsrisiko verbunden. Generell ist die Gabe \u00fcber Lumbalpunktion m\u00f6glich, aber in der klinischen Praxis nur besonderen Situationen vorbehalten und stellt keinesfalls eine Standardprozedur dar. Neben der Dosis w\u00e4re auch die Zeitdauer der Behandlung zu definieren. Die Versuche an M\u00e4use weisen darauf hin, dass eine einmalige Anwendung nicht ausreichend ist.<\/p><\/blockquote>\n Quintessens: Interessante Studie, aber eher nicht f\u00fcr die Behandlung von Menschen durchf\u00fchrbar.<\/p>\n Quelle<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Nach zahlreichen Experimenten haben Forscher in einer Studie herausgefunden, dass Hirnwasser von jungen M\u00e4usen das Ged\u00e4chtnis alter Tiere wieder verbessern kann. Die Hoffnung der Forscher: Hirnwasser k\u00f6nnte k\u00fcnftig die Behandlung neurodegenerativer Krankheiten unterst\u00fctzen – aber es ist fraglich, ob die … Weiterlesen Experimente an M\u00e4usen<\/h2>\n
Wachstumsfaktor Fgf17<\/h2>\n
Hoffnung auf Behandlung von Demenz<\/h2>\n
Das sagen Fachleute<\/h2>\n
Prof. Dr. Gerd Kempermann<\/h3>\n
Prof. Dr. Matteo Bergami<\/h3>\n
Prof. Dr. Frank Edenhofer<\/h3>\n