Kennzeichnend für die Alzheimer-Erkrankung ist der langsam fortschreitende Untergang von Nervenzellen und Nervenzellkontakten. Im Gehirn von Alzheimer-Kranken sind typische Eiweißablagerungen (Amyloid-Plaques und Tau-Fibrillen) festzustellen. Die meisten Betroffenen sind älter als 80 Jahre, nur in seltenen Fällen beginnt die Krankheit vor dem 65. Lebensjahr. Erbliche Formen der Alzheimer-Krankheit sind sehr selten.⁽¹⁾

Alzheimer: Die meisten Betroffenen sind älter als 80 Jahre, nur in seltenen Fällen beginnt die Krankheit vor dem 65. Lebensjahr.
Grafik: Computergeneriert.

Bei klinischen Studien zur Alzheimer-Krankheit kommt es zu hohen Misserfolgsraten. Daher ist ein besseres Verständnis der Pathophysiologie und der Wirkmechanismen potenzieller  Medikamente erforderlich. Hier knüpft das Modell von Hesperos und dem UCF an: Dem Forschungsteam ist es gelungen,  wichtige biologische Aspekte des Alterns und der Seneszenz in einem multizellulären mikrophysiologischen System (MPS) bzw. Human-on-a-Chip-System nachzubilden.

Die Forscher kultivierten Nervenzellen der menschlichen Hirnrinde, die aus induzierten pluripotenten Stammzellen gewonnen wurden, und kultivierten sie auf Mikroelektroden-Arrays, um die Verstärkung der synaptischen Übertragung einer Nervenzelle als Reaktion auf eine vermehrte Bildung von Aktionspotenzialen (Langzeitpotenzierung, kurz LTP) nicht-invasiv zu messen. Die Langzeitpotenzierung ist ein quantifizierbarer Maßstab für Lernen und Gedächtnis. Sie wird durch die Neurodegeneration im ZNS direkt beeinträchtigt. Die aus iPSC gewonnenen Nervenzellen wurden experimentell mit pathogenem Amyloid-β (Aβ) exponiert, einem Peptid, das eine zentrale Rolle bei der Entwicklung von Alzheimer spielt. Ziel war es, die Pathophysiologie der Krankheit zu imitieren. Das Forschungsteam konnte so die Seneszenz und potenziell therapeutische Reaktionen analysieren.

Das Modell ist ein unschätzbares Instrument für die Echtzeitmessung der neuronalen Aktivität und der Alterungs-Biomarker, das das Wirkstoff-Screening und die Entwicklung von Alzheimer-Therapien erleichtert. Darüber hinaus können komplexe Krankheitsmechanismen aufgedeckt werden, wie z. B. die Rolle von Entzündungsfaktoren bei der neuronalen Seneszenz.

Originalpublikation:
Gallo LH, Akanda N, Autar K, et al. A functional aged human iPSC-cortical neuron model recapitulates Alzheimer's disease, senescence, and the response to therapeutics. Alzheimer's Dement. 2024; 1-21. https://doi.org/10.1002/alz.14044

Weitere Informationen:
https://hesperosinc.com/new-study-in-alzheimers-and-dementia/

https://www.businesswire.com/news/home/20240730344393/en/New-Study-Describes-a-Functional-Aged-Human-Cell-Based-Platform-That-Examines-the-Contribution-of-Senescence-in-Alzheimer%E2%80%99s-Disease-Progression-and-Response-to-Therapeutics

Zusätzliche informationen:
https://www.deutsche-alzheimer.de/demenz-wissen/die-alzheimer-krankheit