Interview mit Professor Nicolas Toni

Als junger Forscher gehörten Sie zu einer Gruppe von Wissenschaftlern, die nachweisen konnten, dass sich das neuronale System mittels der sogenannten Neurogenese erneuert und verändert. Was bedeuteten diese Erkenntnisse für die Forschung?

Die Plastizität des Gehirns, d. h. die Fähigkeit des Gehirns, seine Struktur und Funktion aufgrund von Erfahrungen zu verändern, bildet die Grundlage für unser Verhalten und unsere kognitive Anpassungsfähigkeit, etwa beim Erlernen einer neuen Sprache oder eines Musikinstruments. Die Entdeckung der Plastizität hat unser Bild vom Gehirn verändert: von einem bei der Geburt festgelegten und unveränderlichen Organ hin zu einer Steuerzentrale, die sich ständig verändert und neuen Erfahrungen anpasst. Es war mir eine Ehre, ein Tröpfchen zu dem Meer an Wissen beigetragen zu haben, das zu dieser Entdeckung führte. Dadurch kam es nicht nur zu einem grundlegenden Durchbruch in unserem Verständnis der Gehirnfunktion. Die Hoffnung wurde geweckt, dass solche Plastizitätsmechanismen zur Reparatur des Gehirns angeregt werden könnten.

Gibt es denn Möglichkeiten, die Neurogenese zu stimulieren, um das Gehirn jung zu halten?

Weder genetische Veränderungen noch pharmakologische Eingriffe zur Stimulierung der Neurogenese sind heute so weit entwickelt, dass sie für die Behandlung menschlicher Krankheiten in Frage kämen. Das wirksamste Mittel zur Steigerung der Neurogenese ist körperliche Aktivität. Bei Mäusen erhöht freiwilliges Laufen die Bildung neuer Nervenzellen um etwa 100% und steigert ihre Gedächtnisleistungen, auch in Mausmodellen für die Alzheimer-Krankheit. Da es schwierig ist, die Neurogenese bei erwachsenen Menschen zu verfolgen, wissen wir nicht, ob dies auch auf uns zutrifft. Mehrere Studien an Menschen zeigen jedoch, dass körperliche Aktivität die Gedächtnisleistung sowohl bei gesunden Menschen als auch bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit steigert. Sich körperlich, aber auch sozial und intellektuell zu betätigen, ist der beste Lebensstil, den wir pflegen können, um die Gesundheit des Gehirns zu verbessern.

Ein typisches Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit sind Proteinablagerungen, die die Kommunikation zwischen den Neuronen stören und sie zum Absterben bringen. Eine dieser Ablagerungen entsteht durch fehlgefaltetes Tau-Protein. Mit einem neuen Forschungsprojekt, das von der Synapsis-Stiftung unterstützt wird, wollen Sie herausfinden, ob sich die Entwicklung einer Tauopathie frühzeitig voraussagen lässt. Wie gehen Sie vor?

Die Anhäufung von Proteinablagerungen führt tatsächlich zu zahlreichen Funktionsstörungen der Neuronen und auf lange Sicht zu ihrem Tod. Im Jahr 2020 haben wir nachgewiesen, dass Astrozyten, Zellen, die im Gehirn sehr häufig vorkommen, ebenfalls von Tau-Ablagerungen betroffen sind, und zwar viel früher, als wir ursprünglich angenommen hatten. Diese Forschungsarbeit wurde von der Stiftung Synapsis finanziert. Astrozyten haben viele Funktionen im Gehirn, darunter auch die Absonderung kleiner Bläschen, der so genannten Exosomen. Exosomen sind kleine Transportvehikel, die Moleküle wie Nukleinsäuren und Proteine beinhalten. Sie dienen der Kommunikation zwischen Zellen und ihrer Umgebung und können auch ins Blut übergehen. Unser derzeitiges Projekt zielt darauf ab, diese Exosomen im Frühstadium der Pathologie zu isolieren. Dann wollen wir feststellen, ob sie Biomarker enthalten, die das frühe Stadium der Tau-Ablagerung im Gehirn anzeigen können.

Welchen praktischen Nutzen Ihrer Forschung erhoffen Sie sich?

Der praktische Nutzen unserer Forschung könnte sowohl für die Diagnose als auch für die Therapieüberwachung von Bedeutung sein. Derzeit konzentriert sich die Biomarkerforschung auf die Messung verschiedener Proteine im Blut. Obwohl dieser Ansatz vielversprechend ist, ist es unwahrscheinlich, dass die Messung von zwei oder drei Proteinen im Blut ausreicht, um das breite Spektrum von Demenz-Erkrankungen und psychiatrischen Störungen zu erfassen. Wir verfolgen einen stärker personalisierten Ansatz, und die Verwendung dieser sogenannten Exosomen als Biomarker könnte schnell zu einem klinisch nützlichen Diagnoseinstrument werden, das Ärzten hilft, ihre Diagnosen zu verfeinern oder die Behandlungen besser zu überwachen.