Wissenschaftler aus Deutschland, Großbritannien und den USA haben eine neue Spur entdeckt, die möglicherweise zu einem besseren Verständnis von Alzheimer und deren Entstehung führen könnte. Seit Langem ist bekannt, dass die mit Gedächtnisstörungen einhergehende Erkrankung mit Ablagerungen von unlöslichen Proteinen im Gehirn einhergeht. Zumindest lassen sich diese sogenannten Plaques, auch Amyloid genannt, im Hirn verstorbener Alzheimer-Patienten nachweisen.
Wissenschaftler der TU Darmstadt, der Universität von Warwick, der Universität Keele, der Universität von Texas in San Antonio sowie der Case Western Reserve Universität berichten nun in der Fachzeitschrift „Science Advances“, dass sie in solchen Plaques erstmals Nanopartikel aus Kupfer und Eisen nachgewiesen haben.
„Die Größe dieser Partikel liegt bei einigen zehn Nanometern“, erläutert Professor Frederik Lermyte von der TU Darmstadt, „es war eine große Überraschung für uns, diese Metallpartikel in Hirngewebe zu entdecken. Das ist wirklich neu.“
Schon länger bekannt war indes, dass wasserlösliche Verbindungen von Kupfer und Eisen eine Rolle im Hirnstoffwechsel spielen. Die Forscher stießen bei ihren Untersuchungen aber nicht nur auf derartige Moleküle, sondern eben auch auf unlösliche Nanoteilchen aus reinem Metall.
Den Nachweis führten die Wissenschaftler mit einer Reihe von Messmethoden, unter anderem der Massenspektroskopie und der Röntgenabsorptionsspektroskopie. Die Röntgenmessungen wurden an Synchrotron-Strahlenquellen in England und Kalifornien durchgeführt.
Der Zusammenhang mit Alzheimer ist unklar
Ob und welchen Zusammenhang es zwischen der Existenz von Nanoteilchen in Alzheimer-Plaques und dem Entstehen oder Fortschreiten der Erkrankung gibt, bleibt vorerst eine offene Frage. Lermyte hält es aber für sehr wahrscheinlich, dass die Metallteilchen Einfluss auf biochemische Vorgänge nehmen.
„Es ist bekannt, dass metallische Nanopartikel die Wirkung eines Katalysators haben und bestimmte Reaktionen fördern“, erklärt der Chemiker, „zudem ist es wahrscheinlich, dass die chemischen Reaktionen, die zur Bildung dieser Metall-Nanopartikel führen, auch reaktive Sauerstoffspezies entstehen lassen, welche toxisch für die Zellen des Gehirns sind.“ Diese Mechanismen gelte es nun im Detail zu erforschen.
Weil manche nun spekulieren werden, ob die Aufnahme von zu viel Kupfer oder Eisen mit der Nahrung ein Risikofaktor für Alzheimer sein könnte, betont Lermyte, dass wasserlösliches Kupfer und Eisen natürlicherweise im Gehirn benötigt werden und dort an Stoffwechselvorgängen beteiligt sind.
Für die Existenz von metallischem Kupfer und Eisen im Gehirn scheint es aber keinen sinnvollen Grund zu geben. Die entscheidende Frage ist also vielmehr: Warum entstehen die entdeckten Nanopartikel? Und könnte das dann eine Ursache oder nur ein unwichtiger Begleitumstand bei Alzheimer sein?
Die Diagnose könnte früher möglich werden
Lermyte hält es für denkbar, dass sich aus den Erkenntnissen dieser Forschung die Möglichkeit einer sehr frühen Diagnose für Alzheimer ergeben könnte.
Denn wenn sich die Metallpartikel bereits in einer sehr frühen Phase der Alzheimerschen Erkrankung bilden sollten, dann wäre eine entsprechend frühe Diagnose möglich, weil die Nanoteilchen mit einem sensiblen Magnetresonanztomografen entdeckt werden könnten. Doch wäre es überhaupt sinnvoll, bereits zehn oder zwanzig Jahre vor dem Auftreten der ersten Symptome von diesem drohenden Schicksal zu erfahren?
„Ich würde das gar nicht wissen wollen“, sagt der Alzheimer-Forscher Mathias Jucker vom Hertie Institute für Klinische Hirnforschung der Universität Tübingen, „jedenfalls dann nicht, solange keine wirksamen Medikamente verfügbar sind, mit denen sich die Krankheit tatsächlich verhindern lässt.“
Dieses Medikament könnte ein Gamechanger sein
Die im Juni 2021 in den USA als Alzheimer-Medikament zugelassenen Antikörper könnten da möglicherweise ein „Gamechanger“ sein, sagt Jucker, „doch zum einen sind sie noch gar nicht in Deutschland zugelassen. Und zum anderen kann dieser Antikörper die Erkrankung bestenfalls hinausschieben aber nicht verhindern, aber es ist gut möglich, dass es in den kommenden Jahren noch besser wirkende Antikörper-Medikamente geben wird.“
Was die neuen Erkenntnisse in Sachen Eisen und Kupfer betrifft, zeigt sich Jucker zurückhaltend. „Ja, das ist ein sehr interessantes Forschungsergebnis, doch die Plaques in Alzheimer-Gehirnen sind gleichsam die Grabsteine des Krankheitsgeschehens. In ihnen lassen sich Hunderte Dinge finden und weiß dann noch lange nicht, ob diese Substanzen bei der Entstehung von Alzheimer eine Rolle gespielt haben.“
Jucker verweist darauf, dass bereits vor 30 Jahren auffällig hohe Konzentrationen von Aluminium in Alzheimer-Plaques nachgewiesen worden sind. Und bis heute gebe es keine überzeugende Evidenz, dass Aluminium das Risiko für eine Alzheimer-Erkrankung erhöht.
Für Alzheimer-Forscher gibt es jetzt auf jeden Fall neue Spuren, neue Hypothesen und viel Arbeit. Wie schnell und ob überhaupt daraus nützliche Erkenntnisse entstehen werden, ist offen. In der Grundlagenforschung weiß man eben nie, was am Ende herauskommen wird.
Alzheimer: Nanoteilchen aus Eisen im Gehirn - WELT
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