Wie zwei experimentelle Alzheimer-Medikamente das Altern umkehren
Neue Forschungen an Mäusen zeigen die Mechanismen auf, durch die zwei experimentelle Medikamente, die die Alzheimer-Krankheit behandeln können, breitere Anti-Aging-Eigenschaften haben und den altersbedingten kognitiven Rückgang umkehren können.
Familienanamnese, Gene und einige Lebensgewohnheiten beeinflussen das Alzheimer-Risiko einer Person, aber das Alter ist der größte Risikofaktor, den Forscher kennen.
Die meisten Menschen, bei denen Alzheimer diagnostiziert wird, sind mindestens 65 Jahre alt. Tatsächlich verdoppelt sich nach diesem Alter das Risiko, an dieser Krankheit zu erkranken, alle 5 Jahre.
Wissenschaftler verstehen jedoch auf molekularer Ebene noch nicht vollständig, wie das Altern die Alzheimer-Krankheit beeinflusst.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass ein fehlerhafter Glukosestoffwechsel im Gehirn vor dem Auftreten der Alzheimer-Symptome auftritt. Der zerebrale Glukosestoffwechsel nimmt ohnehin mit dem Alter ab, aber bei Alzheimer ist der Rückgang viel stärker.
Darüber hinaus haben andere Studien gezeigt, dass dysfunktionelle Mitochondrien in den Gehirnzellen ein Kennzeichen sowohl für normales Altern als auch für Alzheimer sind.
Mit diesem Wissen bewaffnet, machten sich Forscher des Salk-Instituts für biologische Studien und des Scripps-Forschungsinstituts - beide in La Jolla, CA - daran, mehrere Medikamente unter Bedingungen zu testen, die „zahlreiche Aspekte der altersbedingten Neurodegeneration und Gehirnpathologie imitieren, darunter Energieversagen und mitochondriale Dysfunktion. “
Antonio Currais, ein Mitarbeiter von Salk, ist der erste und entsprechende Autor des neuen Papiers, das jetzt in der Zeitschrift erscheint eLife.
Auswahl der zu testenden Verbindungen
Currais und sein Team testeten zwei experimentelle Medikamente - CMS121 und J147 -, von denen Studien bereits gezeigt hatten, dass sie in Mausmodellen von Alzheimer „sehr neuroprotektiv“ sind und möglicherweise sogar kognitive Beeinträchtigungen rückgängig machen können.
Frühere Forschungen, die zuerst von Currais verfasst wurden, deuteten darauf hin, dass die Verbindungen das Gedächtnis stärken und „einige Aspekte des Alterns verhindern“ bei Mäusen, die so konstruiert sind, dass sie schnell altern, insbesondere wenn sie früh im Leben verabreicht werden.
Beide Verbindungen sind Derivate von Pflanzen mit medizinischen Eigenschaften. CMS121 leitet sich vom Flavonolfisetin ab, und J147 ist ein Derivat eines Moleküls, das im Curry-Gewürz-Curcumin vorhanden ist.
Obwohl frühere Tests gezeigt hatten, dass diese beiden Verbindungen neuroprotektive Vorteile haben, waren die Mechanismen hinter diesen Effekten weniger klar.
"[W] wir stellten die Hypothese auf, dass [die Verbindungen] einige Aspekte des alternden Hirnstoffwechsels und der Pathologie über einen gemeinsamen Weg abschwächen könnten", schreiben Currais und Kollegen in ihrem neuen Artikel.
Die Mechanismen, die das Altern umkehren
Um ihre Hypothese zu testen, fütterten die Forscher schnell alternde Mäuse mit den beiden Verbindungen und verwendeten einen Multi-Omics-Ansatz, um die Mechanismen zu identifizieren, die im Spiel sind.
Sie fütterten die Nagetiere mit den beiden Verbindungen, als sie 9 Monate alt waren, was ungefähr dem menschlichen Äquivalent des späten Mittelalters entspricht.
Ungefähr 4 Monate nach Beginn der Behandlung testeten die Wissenschaftler das Gedächtnis und Verhalten der Nagetiere und untersuchten die genetischen und molekularen Veränderungen in ihrem Gehirn.
Die Experimente zeigten, dass die Mäuse, die die Behandlung erhielten, ein viel besseres Gedächtnis hatten als diejenigen, die dies nicht taten. Wichtig ist, dass bei den behandelten Mäusen die Gene, die mit funktionellen, Energie erzeugenden Mitochondrien assoziiert sind, infolge der beiden Medikamente während des gesamten Alterungsprozesses weiter exprimiert wurden.
Auf einer detaillierteren Ebene zeigten die Experimente, dass die Wirkungsweise dieser Arzneimittel darin bestand, die Konzentrationen einer Chemikalie namens Acetyl-Coenzym A zu erhöhen.
Dies verbesserte die Mitochondrienfunktion, den Zellstoffwechsel und die Energieproduktion und schützte so die Gehirnzellen vor den molekularen Veränderungen, die das Altern charakterisieren.
Die mitkorrespondierende Studienautorin Pamela Maher, eine leitende Wissenschaftlerin bei Salk, kommentiert die Ergebnisse wie folgt: „Es gab bereits einige Daten aus Humanstudien, dass die Funktion von Mitochondrien beim Altern negativ beeinflusst wird und dass sie im Kontext schlechter ist von Alzheimer […]. Dies hilft, diese Verbindung zu festigen. “
"Das Fazit war, dass diese beiden Verbindungen molekulare Veränderungen verhindern, die mit dem Altern verbunden sind."
Pamela Maher
Currais teilt auch einige Pläne des Teams für die zukünftige Forschung und sagt: "Wir verwenden jetzt eine Vielzahl von Tiermodellen, um zu untersuchen, wie dieser neuroprotektive Weg bestimmte molekulare Aspekte der Mitochondrienbiologie reguliert und welche Auswirkungen sie auf das Altern und Alzheimer haben."
