Im März 2015 überraschte ein Forschungsteam des Queensland Brain Institute (QBI) an der australischen Universität von Queensland, als es in einem Forschungsartikel erklärte, dass durch gezielte, nicht-invasive Ultraschalltechnologie die Speicherfunktion von Gehirnen mit Alzheimer zu 75 Prozent wieder aktiviert werden konnte. Damals gelang ihnen dies bei Versuchen mit Mäusen.
Was ist Alzheimer?
Die Alzheimer-Krankheit (AK, lateinisch Morbus Alzheimer) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die in ihrer häufigsten Form bei Personen über dem 65. Lebensjahr auftritt und durch zunehmende Demenz gekennzeichnet is
Charakteristisch ist eine zunehmende Verschlechterung der kognitiven Leistungsfähigkeit, die in der Regel einhergeht mit einer Abnahme der Fähigkeit, die Aktivitäten des täglichen Lebens zu bewältigen, mit zunehmenden Verhaltensauffälligkeiten und verstärkt auftretenden neuropsychiatrischen Symptomen.
Bereits viele Jahre bevor erste klinische Symptome sichtbar werden, bilden sich im Gehirn des Betroffenen Plaques, die aus fehlerhaft gefalteten Beta-Amyloid-(Aβ-)Peptiden bestehen. Zusammen mit den Plaques sind Neurofibrillen, die sich in Form von Knäueln in den Neuronen ablagern, kennzeichnend (pathognomonisch) für die Erkrankung. (de.wikipedia.org)
Aktuell gibt es keine Medikament oder Präventivmaßnahme, um gegen Alzheimer anzukämpfen. In ihrem wissenschaftlichen Artikel im Journal „Science Translational Medicine“ beschreibt das Forschungsteam seine Arbeit. Durch fokussierten therapeutischen Ultraschall werden Schallwellen in das Hirngewebe geschickt. Durch superschnelle Schwingungen gelingt es dabei, die sogenannte Blut-Hirn-Schranke zu öffnen. Diese kann man als Barriere zwischen den Flüssigkeitsräumen im Blutkreislauf und dem Zentralnervensystem verstehen. Danach werden die Mikrogliazellen aktiviert – diese agieren als Fresszellen zur Immunabwehr im zentralen Nervensystem. Diese Zellen lösen die toxischen Beta-Amyloid-Klumpen auf, die für die schlimmsten Alzheimer-Symptome verantwortlich sind. Das klingt jetzt zwar alles sehr kompliziert – der Vorgang ist aber, zusammengefasst, vielversprechend, weil er nicht-invasiv ist und bei dieser Behandlung die anderen, noch gesunden Gehirnzellen nicht angegriffen werden. In diesem Jahr (2017) sollen nun Tests an Menschen durchgeführt werden.
Dasselbe Forschungsteam erklärte im Oktober 2016, dass Ultraschall zudem das Altern von gesunden Gehirnen verlangsamen kann. Eigentlich war die Studie zur Erforschung der Sicherheit von Ultraschall gedacht, aber statt Schäden zeigte die Untersuchung rasch positive Auswirkungen auf die Gehirne der untersuchten Mäuse. Forscher Dr. Robert Hatch erklärt den Fortschritt: „In a normal brain the structure of neuronal cells in the hippocampus, a brain area extremely important for learning and memory, is reduced with age. What we found is that treating mice with scanning ultrasound prevents this reduction in structure, which suggests that by using this approach we can keep the structure of the brain younger as we get older.“
Und im Februar 2017 hat das Forschungsteam der QBI erneut etwas verlautbart: Es gelinge nun zu verstehen, wie Tau, ein Schlüsselprotein bei Alzheimer, Fehlfunktionen von Neuronen verursacht. Tau ist grundsätzlich ein Protein mit normaler Funktion in den Gehirnzellen. Bei neurodegenerativen Zuständen wie z.B. bei Erkrankung mit Alzheimer oder Parkinson sorgen jedoch abnorme Formen von Tau für einen Aufbau von unlöslichen Aggregaten innerhalb der Neuronen und schließlich zum Absterben dieser Neuronen.
Biomedizinische Ingeneure an der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland (USA) erklärten im Jänner 2017 übrigens ebenfalls einen Fortschritt dank Ultraschall: Ihnen gelang es, mittels Ultraschall konzentrierte Mengen von Medikamenten in das Gehirn von Ratten lokalisiert freizusetzen. Dabei wird das Medikament zuerst in winzige, biologisch abbaubare Nanopartikel „verpackt“ und dann mittels Schallwellen gezielt freigesetzt.
Weiterführende Links und Quellen:
- Alzheimer’s breakthrough: ultrasound successfully treats disease in mice auf theguardian.com
- Wissenschaftlicher Artikel „Scanning ultrasound removes amyloid-β and restores memory in an Alzheimer’s disease mouse model“ im Journal Science Translational Medicine
- Research finds that ultrasound slows brain ageing auf uq.edu.au
- Wissenschaftlicher Artikel „Scanning Ultrasound (SUS) Causes No Changes to Neuronal Excitability and Prevents Age-Related Reductions in Hippocampal CA1 Dendritic Structure in Wild-Type Mice“ in journals.plos.org
- Key Alzheimer’s protein discovery sheds light on memory loss auf qbi.uq.edu.au
- Wissenschaftlicher Artikel „Hyperphosphorylated tau causes reduced hippocampal CA1 excitability by relocating the axon initial segment“ im Journal Acta Neurpathologica
- Noninvasive ultrasound pulses used to precisely tweak rat brain activity auf phys.org
- Wissenschaftlicher Artikel „Noninvasive Targeted Transcranial Neuromodulation via Focused Ultrasound Gated Drug Release“ from Nanoemulsions auf pubs.acs.org
Bildquelle: CC0 Public Domain, geralt, Pixabay
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