Astrozyten an Alzheimer-Pathologie beteiligt

Ablagerungen von β-Amyloid (Aβ) im Gehirn sind ein Kennzeichen der Alzheimer-Erkrankung. Doch manche Menschen mit ausgeprägter Amyloid-Pathologie entwickeln keine zusätzliche τ-Pathologie und keine kognitiven Probleme. Offenbar müssen noch weitere Trigger hinzukommen, um eine Neurodegeneration zu bewirken. Hier wird vor allem eine Neuroinflammation in Form einer Aktivierung verschiedener Gliazellen im Gehirn diskutiert. Die Aktivierung von Astrozyten, die zu den Gliazellen gehören, scheint in der Pathologie eine Rolle zu spielen, berichtet ein Forschungsteam von der University of Pittsburgh aktuell im Fachjournal »Nature Medicine«.

Schon seit Längerem ist bekannt, dass reaktive Astrozyten die schädliche Phosphorylierung der τ-Proteine anstoßen können, die dann zu einer Verklumpung zu sogenannten neurofibrillären Tangles führt. Astrozyten, die das Glial Fibrillary Acidic Proteine (GFAP) exprimieren, können fehlgefaltetes τ-Protein aufnehmen und zu dessen Verbreitung beitragen. Daher untersuchte das Team um Dr. Bruna Bellaver das Blut von 1016 älteren Personen (im Durchschnitt 70 Jahre) ohne kognitive Beeinträchtigungen, die entweder eine Amyloid-Pathologie oder keine aufwiesen, um die Rolle dieser Gliazellen genauer zu bestimmen.

Die Forschenden stellten fest, dass eine Aβ-Pathologie nur dann mit einem erhöhten Spiegel von phosphoryliertem τ-Protein im Blut assoziiert war, wenn auch GFAP als Blut-Biomarker für Astrozyten-Aktivität nachweisbar war. Mittels Positronen-Emissions-Tomografie-(PET)-Aufnahmen, die τ-Fibrillen nachweisen, konnte eine für die Alzheimer-Erkrankung typische τ-Pathologie und Fibrillen-Verbreitung nur bei Personen nachgewiesen werden, bei denen eine Amyloid-Pathologie und eine Astrozyten-Aktivierung zusammenkamen.

»Unsere Ergebnisse weisen stark darauf hin, dass die Astrozyten-Aktivierung ein wichtiger vorangestellter Schritt ist, der die Aβ- mit der τ -Pathologie verbindet«, schreiben die Autoren in der Publikation. Diese Erkenntnis könne sowohl die Definition von präklinischer Alzheimer-Demenz als auch die zukünftige Auswahl von Probanden für klinische Studien für neue Alzheimer-Medikamente beeinflussen. »Das könnte ein Gamechanger in dem Bereich sein, da Gliazell-Biomarker noch in keinem Erkrankungsmodell berücksichtigt werden«, sagt Bellaver in einer Mitteilung der Universität. 

Gerade für die Konzeption und Auswahl von Probanden für klinische Studien könnten die neuen Erkenntnisse wichtig sein, da die Untersuchungen in immer früheren präsymptomatischen Stadien der Erkrankung ansetzen, was eine korrekte Identifizierung von Risikopersonen mit Alzheimer-Pathologie notwendig macht. Da ein signifikanter Anteil von Personen mit Aβ-Plaques keine Symptomatik entwickeln wird, ist ein Nachweis der Amyloid-Pathologie noch nicht ausreichend, um Menschen zu identifizieren, die von einer Alzheimer-Therapie profitieren. Die Aufnahme eines Astrozyten-Markers wie GFAP in einen diagnostischen Test könnte dessen Treffsicherheit erhöhen.

In der Frühdiagnostik von Alzheimer-Erkrankungen hat sich in den vergangenen Jahren viel getan. Den aktuellen Stand fasst ein Review im Fachjournal »Nature Aging« zusammen. Demnach lassen sich sowohl Aβ- als auch τ-Ablagerungen und Gehirnvolumenverluste mittels Bildgebung darstellen. Als Biomarker können auch Aβ und τ sowohl in der Zerebrospinal-Flüssigkeit als auch im Blutplasma nachgewiesen werden. Dabei seien Bluttests auf spezielle phosphorylierte τ-Isotope (wie p-tau217) aussagekräftiger als entsprechende Tests auf bestimmte Amyloid-Fragmente oder deren Verhältnis zueinander, heißt es in dem Review. Häufig genutzt wird etwa das Verhältnis Aβ42/Aβ40.

Ein weiterer vielversprechender Neurodegenerations-Marker im Blut sei das Protein Neurofilament light chain (NfL), das Schäden an den Axonen von Nervenzellen anzeigt. Der Marker ist außer bei Alzheimer-Erkrankungen auch bei Amyotropher Lateralsklerose, Frontotemporaler Demenz, Prionenerkrankungen und etwa Multiple Sklerose erhöht. Auch auf den Astrozyten-Marker GFAP gehen die Autoren des Reviews um Professor Dr. Oskar Hansson von der Universität Lund in Schweden näher ein. Plasmalevel seien bei Personen in frühen Phasen der Aβ-Pathologie erhöht und könnten den weiteren Verlauf der Erkrankung hin zu einer Demenz vorhersagen. Noch sei aber unklar, ob der GFAP-Plasmalevel mit der Zahl der aktivierten Astrozyten korreliere.

In einigen Phase-III-Studien seien schon Bluttests auf Aβ42/Aβ40 oder p-tau217 eingesetzt worden, um Personen zu identifizieren, die mit hoher Wahrscheinlichkeit eine präklinische Alzheimer-Erkrankung aufweisen. In den kommen zwei bis vier Jahren könne es eine Revolution geben, in der τ-Bluttests eventuell in Kombination mit der Aβ42/Aβ40-Testung eine Routineuntersuchung zur klinischen Bewertung von Patienten und zur Probandensuche für klinische Studien werden könnten, schreiben die Autoren. Dagegen könnte der NfL-Marker wichtig sein, um andere neurodegenerative Erkrankungen zu diagnostizieren.