Stammzelltest für Alzheimer-Medikamente

6. Dezember 2013, 18:02
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Wissenschafter der Uni Bonn konnten zeigen, dass Ergebnisse der Alzheimerforscher aus dem Tiermodell nicht auf den Menschen übertragbar sind

Bonn - Warum funktionieren bestimmte Alzheimer-Medikamente in Tiermodellen, aber nicht in klinischen Studien am Menschen? Forscher der Uni Bonn konnten zeigen, dass sich die Ergebnisse etablierter Testverfahren mit Tiermodellen und bislang benutzten Zelllinien kaum auf die Vorgänge im menschlichen Gehirn übertragen lassen. Wirkstoffstudien sollten am besten mit humanen Nervenzellen durchgeführt werden, folgern die Wissenschaftler. Die Ergebnisse sind bei Cell Press im Fachjournal "Stem Cell Reports" veröffentlicht.

Am Menschen wirkungslos

In den Gehirnen von Alzheimer-Patienten bilden sich Ablagerungen, die im Wesentlichen aus Beta-Amyloid bestehen und schädlich für die Nervenzellen sind. Wissenschaftler suchen deshalb nach Wirkstoffen, die die Bildung dieser gefährlichen Aggregate verhindern. So führten bestimmte nichtsteroidale Antirheumatika (NSAR) in Tiermodellzellen dazu, dass sich weniger der gefährlichen Beta-Amyloid-Varianten bildeten. In nachfolgenden klinischen Studien am Menschen blieben diese NSAR jedoch weitgehend wirkungslos.

"Die Ursachen für diese negativen Ergebnisse waren lange Zeit unklar", sagt Oliver Brüstle vom Institut für Rekonstruktive Neurobiologie der Universität Bonn. "Allerdings sind diese Wirkstoffe nie direkt an der eigentlichen Zielstruktur - der menschlichen Nervenzelle - getestet worden", ergänzt Erstautor Jerome Mertens. Der Grund für die Bevorzugung herkömmlicher Testverfahren ist, dass lebende Neurone bislang nur sehr eingeschränkt verfügbar waren. Jedoch hat sich die Stammzellforschung so gut etabliert, dass sich inzwischen aus Körperzellen sehr effektiv Gehirnzellen gewinnen lassen.

Neue Medikamente getestet

Nun hat ein Forscherteam von Uni Bonn und Uni Leuven solche Nervenzellen des Menschen gewonnen. Die Forscher nutzten Hautzellen von zwei Patienten mit einer erblichen Form der Alzheimer-Erkrankung und stellten daraus sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS-Zellen) her, indem sie die Körperzellen in ein quasi embryonales Stadium zurückversetzten. Die so entstandenen "Alleskönnerzellen" wandelten sie anschließend in Nervenzellen um.

Anhand dieser menschlichen Neurone testeten die Wissenschaftler mehrere Medikamente, die zur Gruppe der nichtsteroidalen Antirheumatika zählen. Als Kontrolle zogen die Forscher auch Nervenzellen heran, die sie aus iPS-Zellen von nicht erkrankten Spendern gewonnen hatten. Sowohl bei den aus Alzheimer-Patienten gewonnenen Nervenzellen als auch bei den Kontrollzellen zeigten die zuvor im Tiermodell positiv getesteten NSAR praktisch keine Wirkung: Die Werte für die schädlichen Beta-Amyloide, die im Gehirn die gefürchteten Aggregate bilden, verringerten sich durch gängige Wirkstoffdosen in den menschlichen Nervenzellen nicht.

Unterschiedliche Stoffwechselvorgänge

Das erklären die Wissenschaftler damit, dass sich die Stoffwechselvorgänge etwa in nicht-neuronalen Zellen und Zellen tierischen Ursprungs von den Prozessen in menschlichen Neuronen unterscheiden - es mangelt also an der Übertragbarkeit der Ergebnisse.  Die Wissenschaftler hoffen nun, dass in der Alzheimer-Forschung künftig mehr Wirkstofftests an Neuronen durchgeführt werden, die aus iPS-Zellen von Patienten gewonnen wurden.

"Die Entwicklung eines potentiellen Wirkstoffs dauert im Schnitt rund zehn Jahre", sagt Brüstle. "Mit der Nutzung patientenspezifischer Nervenzellen als Testsystem könnten Investitionen der Pharma-Unternehmen und die langwierige Suche nach dringend benötigten Alzheimer-Medikamenten deutlich gestrafft werden." (red, derStandard.at, 6.12.2013)

Publikation: 

APP Processing in Human Pluripotent Stem Cell-Derived Neurons is Resistant to NSAID-Based Gamma-Secretase Modulation, Stem Cell Reports, DOI: 10.1016/j.stemcr.2013.10.011

  • Von einem Alzheimer-Patienten gewonnene pluripotente Stammzellen,...
    foto: jerome mertens/uni bonn

    Von einem Alzheimer-Patienten gewonnene pluripotente Stammzellen,...

  • ... aus denen Nervenzellen gezüchtet werden, an denen neue Wirkstoffe getestet werden - im Bild die typischen, langen Nervenfasern.
    foto: jerome mertens/uni bonn

    ... aus denen Nervenzellen gezüchtet werden, an denen neue Wirkstoffe getestet werden - im Bild die typischen, langen Nervenfasern.

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