Obwohl Alzheimer meist als Erkrankung des Gehirns gilt, deuten neuere Erkenntnisse darauf hin, dass die Krankheit auch andere Organe beeinträchtigt. Forscher des Baylor College of Medicine, des Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute am Texas Children’s Hospital (Duncan NRI) und kooperierender Institutionen haben mithilfe der Laborfruchtfliege ein neues Verständnis dafür entwickelt, wie sich Alzheimer auf verschiedene Gewebe im gesamten Körper auswirkt. Die in Neuron veröffentlichten Ergebnisse liefern neue Einblicke in die Gehirn-Körper-Kommunikation bei Neurodegeneration und ebnen den Weg für die Identifizierung neuer Biomarker und therapeutischer Ziele für die Alzheimer-Krankheit.
„Die Alzheimer-Krankheit ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch die Ansammlung von Amyloid-Plaques im Gehirn gekennzeichnet ist, die das Protein A?42 und Knäuel fadenförmiger Strukturen des Tau-Proteins enthalten. Um besser zu verstehen, wie sich die Krankheit auf andere Organe im Körper auswirkt, haben wir einen Alzheimer-Fliegenzellatlas erstellt, der die von einzelnen Zellen von 219 Zelltypen in Kopf und Körper von Alzheimer-Fruchtfliegen exprimierten Gene profiliert“, sagte der Co-Korrespondenzautor Dr. Hongjie Li , Assistenzprofessor für Molekular- und Humangenetik und am Huffington Center on Aging der Baylor University. Er ist zudem Mitglied des Dan L. Duncan Comprehensive Cancer Center der Baylor University.
Die Forscher erzeugten Alzheimer-Fruchtfliegen, indem sie A?42 oder Tau nur in den Neuronen erwachsener Fliegen exprimierten. Dieser Ansatz vermeidet Entwicklungseffekte und konzentriert sich auf die Merkmale erwachsener Fliegen. Anschließend untersuchten sie Veränderungen im Gehirn und anderen Organen dieser modifizierten Fliegen.
„Wir fanden heraus, dass die Expression von A?42 oder Tau in Neuronen sowohl Neuronen als auch andere Gewebe im Körper der Fruchtfliege beeinflusste“, sagte Co-Erstautorin Ye-Jin Park , eine Doktorandin, die von Li und Dr. Hugo Bellen gemeinsam betreut wurde . „Die Expression von A?42 beeinflusste vor allem das Nervensystem. Besonders anfällig waren sensorische Neuronen, die am Sehen, Hören und Riechen beteiligt sind. Ein Nachlassen des Geruchssinns kann ein frühes Symptom der Alzheimer-Krankheit sein, und in dieser Studie identifizierten wir spezifische olfaktorische Neuronen, die von A?42 in Fruchtfliegen beeinflusst wurden.“
„Andererseits führte die Tau-Expression in Neuronen zu signifikanten Veränderungen, vor allem in peripheren Geweben, beispielsweise zu verändertem Fettstoffwechsel und Verdauung sowie verringerter Fruchtbarkeit. Diese Veränderungen ähneln altersbedingten Veränderungen und deuten darauf hin, dass die Tau-Expression die Alterung beschleunigt“, sagte Co-Erstautor Dr. Tzu-Chiao Lu , Postdoktorand im Li-Labor. „Wir fanden heraus, dass die neuronale Konnektivität und andere Faktoren, die die Gehirn-Körper-Kommunikation vermitteln, bei Tau-Fliegen gestört waren.“
„Diese und weitere im Alzheimer’s Disease Fly Cell Atlas beschriebene Erkenntnisse verbessern unser Verständnis der Auswirkungen der Alzheimer-assoziierten Proteine ??A?42 und Tau auf den gesamten Organismus“, sagte Bellen, Mitautor der Arbeit. Bellen ist Distinguished Service Professor für Molekular- und Humangenetik an der Baylor University und Lehrstuhlinhaber für Neurogenetik am Duncan NRI.
