Neuronenübererreg­barkeit signalisiert Demenzentwicklung

Magdeburg/Bonn – Eine Übererregbarkeit von neuronalen Netzwerken und Nervenzellen könnte eine beginnende Alzheimerdemenz anzeigen. Das berichten Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Neuro­biologie (LIN) in Magdeburg, vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Bonn sowie aus Dublin und Montreal im Journal of Neurochemestry (DOI: 10.1111/jnc.15323).

„Über die Entstehungsmechanismen der Krankheit wissen wir immer noch zu wenig. Aber wenn man Biomarker für deren Nachweis oder Therapieansätze entwickeln möchte, ist es sehr wichtig zu ver­stehen, was in ihrer Frühphase vor sich geht“, erklärten die Studienleiter Martin Fuhrmann und Stefan Remy.

Üblicherweise kommt es bei der Alzheimererkrankung zu Dysfunktionen in den neuronalen Netzwerken. Bisher wurde dies schon in Mäusen gezeigt und im Menschen vermutet. Erstautorin Liudmila Sosulina hat in der Studie den Hippocampus von Ratten im Zusammenhang mit der Erkrankung untersucht, denn dieses Areal spielt für Lern- und Gedächtnisprozesse eine entscheidende Rolle.

„In unserer Studie haben wir das Mikronetzwerk im Hippocampus transgener Ratten zu Beginn der Erkran­kung untersucht und festgestellt, dass die auftretenden Veränderungen ausschließlich in gluta­matergen, also erregenden, Netzwerken vorkamen. Wir nehmen an, dass später auch inhibitorische, also hemmende, Schaltkreise betroffen sind“, erläutert sie.

„Methodisch neu an der Studie ist, dass bildgebende Verfahren in Alzheimer-Ratten etabliert wurden, um die Calciumaktivität in den Zellen zu messen“, erklärt Manuel Mittag vom DZNE Bonn. Mit Hilfe der so genannten Zwei-Photonen-Mikroskopie konnten die Forscher bei den Tieren eine Hyperaktivität von sogenannten CA1-Neuronen im Hippocampus nachweisen. In Hirnschnitten stellten sie anhand von Einzelzellableitungen und Multielektrodenarrays zudem eine erhöhte Erregbarkeit und veränderte Eigenschaften von Aktionspotentialen in den CA1-Pyramidenneuronen fest.

„Schon bevor Eiweißablagerungen im Gehirn sichtbar sind, kann man die Übererregbarkeit von Nervenzellen im Hippocampus messen, denn bereits im frühen Stadium der Alzheimererkrankung haben sich dort glutamaterge Neurone verändert“, ziehen die Forscher ein Fazit ihrer Studie im Tiermodell.

hil