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Kognitive Resilienz: Warum einige Menschen mit Morbus Alzheimer geistig fit bleiben

Donnerstag, 23. Dezember 2021

/tomertu, stock.adobe.com

Cambridge/Massachusetts – Manche Menschen, die ihr Leben lang in Beruf und Freizeit intellektuell aktiv waren, können im Alter lange ihre kognitiven Fähigkeiten erhalten, auch wenn ihr Gehirn am Morbus Alzheimer erkrankt ist. US-Forscher führen dies in Science Translational Medicine (2021; DOI: 10.1126/scitranslmed.abd7695) auf den Transkriptionsfaktor MEF 2 zurück, dessen Bildung Mäuse vor einer Demenz schützte und das auch im Gehirn von geistig regen Menschen im Alter vermehrt gebildet wird.

In epidemiologischen Studien wie der „Religious Orders Study“ oder dem „Memory and Aging Project“ war aufgefallen, dass Senioren, die als junge Menschen eine Hochschule besucht hatten, danach in intellektuellen Berufen gearbeitet und ihr Gehirn im Ruhestand mit anregenden Tätigkeiten wie Lesen oder Kreuzworträtsel trainiert hatten, seltener an einer Demenz litten. Worauf diese kognitive Resilienz beruht, war bislang nicht bekannt.

Ein Team um Li-Huei Tsai vom Picower Institute for Learning and Memory in Cambridge/Massachusetts hat deshalb bei Mäusen untersucht, wie sich eine geistig stimulierende Umgebung auf das Gehirn auswirkt. Einige Mäuse wurden in leeren Käfigen aufgezogen, anderen stand ein Laufrad und Spielzeug zur Verfügung, das alle paar Tage ausgetauscht wurde. Die späteren Untersuchungen der Gehirne ergaben, dass die anregenden Tätigkeiten Auswirkungen auf das Epigenom hatten. Es bestimmt, welche Gene in einer Zelle aktiviert werden können. Bei den Mäusen aus der stimulierenden Umgebung gehörte das Gen MEF2C dazu.

MEF2 („Myocyte Enhancer Factor 2“) ist ein Transkriptionsfaktor, der zuerst mit der embryonalen Genese des Herzmuskels in Verbindung gebracht wurde. Später wurde entdeckt, dass MEF2 auch an der Entwick­lung und Funktion von Nervenzellen beteiligt ist. In 2 Biobanken, die die Hirnzellen von Verstorbenen untersucht hatten, korrelierte die Aktivität von MEF2 und die von ihm gesteuerten Gene mit der kogni­tiven Resilienz vor dem Tod.

Viele der von MEF2 aktivierten Gene enthalten Baupläne für Ionenkanäle in der Zellmembran, die die Erregbarkeit eines Neurons und damit die Nervensignale beeinflussen. Die Untersuchung der RNA in einzelnen Zellen ergab, dass MEF2 bei Menschen mit hoher kognitiver Resilienz in einer Gruppe von exzitatorischen Neuronen im präfrontalen Cortex vermehrt aktiv ist.

Die Forscher haben die Funktion näher in Knock-out-Mäusen untersucht, bei denen einzelne Gene aus dem Erbgut eliminiert werden. Ohne MEF2 profitierten die Mäuse nicht mehr von der anregenden Umgebung in ihrem Käfig. Sie entwickelten keine kognitive Resilienz und erkrankten genauso schnell wie die anderen Tiere an einer Demenz.

In einem weiteren Experiment haben die Forscher die Auswirkungen auf einen Morbus Alzheimer untersucht. Die Tiere wurden genetisch so verändert, dass sie das Tauprotein vermehrt produzierten, das ein histologisches Merkmal der Erkrankung ist. Diese Tiere entwickeln normalerweise rasch eine Demenz. Eine 2. Modifikation, die zu einer vermehrten Bildung von MEF2 führte, verhinderte dies in den Experimenten.

Die Forscher haben auch den Wirkungsmechanismus von MEF2 untersucht. Die vermehrte Bildung von MEF2 könnte eine Übererregbarkeit von Neuronen verhindern, zu der es im Verlauf des Morbus Alzheimers kommt.

Die neuen Ergebnisse liefern nicht nur eine Erklärung für die in den epidemiologischen Studien beobachtete kognitive Resilienz. Es könnten sich auch therapeutische Ansätze ergeben. Medikamente, die die Aktivität von MEF2 steigern, könnten die Entwicklung einer Demenz auch bei Menschen ohne geistige Interessen hinausschieben. © rme/aerzteblatt.de

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