Ein neues Zellmodell bildet krankhafte Prozesse bei Demenz erstmals realitätsnah ab. Das könnte Forschung und Entwicklung von Therapien deutlich voranbringen. Besonders im Fokus stehen Erkrankungen wie Alzheimer oder die Frontotemporale Demenz, die mit krankhaften Veränderungen des Tau-Proteins einhergehen.

Neurodegenerative Demenzerkrankungen zählen zu den größten Herausforderungen einer alternden Gesellschaft. Besonders häufig sind Alzheimer und die Frontotemporale Demenz. Beide Erkrankungen sind mit krankhaften Veränderungen des Tau-Proteins im Gehirn verbunden, wobei bei Alzheimer zusätzlich weitere krankheitsrelevante Prozesse eine Rolle spielen. Diese sogenannten Tauopathien gelten bis heute als nicht heilbar. Ein Grund dafür liegt in fehlenden geeigneten Modellen, die die komplexen Krankheitsmechanismen zuverlässig abbilden.

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Dominik Paquet am Institut für Schlaganfall- und Demenzforschung der LMU München hat nun ein neues menschliches Zellmodell entwickelt. Dieses bildet die krankhaften Prozesse erstmals realitätsnah nach und könnte damit eine zentrale Lücke in der Forschung schließen.

Bisherige Modelle mit deutlichen Schwächen

Bislang standen Wissenschafterinnen und Wissenschaftern nur eingeschränkt geeignete Modelle zur Verfügung. Tiermodelle liefern wichtige Hinweise, können die komplexen Abläufe im menschlichen Gehirn jedoch nur unzureichend widerspiegeln. Auch aus Stammzellen gewonnene Nervenzellen haben klare Grenzen. Sie produzieren vor allem frühe Formen des Tau-Proteins, wie sie in jungen Gehirnen vorkommen.

Entscheidend für die Krankheitsentwicklung sind jedoch Tau-Varianten, die typischerweise erst in erwachsenen Nervenzellen auftreten. Diese fehlten in bisherigen Modellen weitgehend.

Gezielte genetische Anpassung der Nervenzellen

Im Zentrum der aktuellen Arbeit steht ein neuer methodischer Zugang. Die Wissenschafterin Dr. Angelika Dannert setzte die Genschere CRISPR/Cas9 ein, um menschliche Nervenzellen gezielt zu verändern. So entstanden Zellen, die erstmals jene Tau-Varianten bilden, wie sie für das erwachsene Gehirn typisch sind, und zugleich krankheitsrelevante genetische Veränderungen tragen.

Das Ergebnis ist ein Modell, das zentrale Merkmale der Erkrankung selbstständig ausbildet. Dazu zählen typische Tau-Verklumpungen, die den Ablagerungen im Gehirn von Betroffenen ähneln, sowie Hinweise auf Nervenzellschäden wie den Verlust von Synapsen.

Bedeutung für Therapieentwicklung und Forschung

Das neue Modell eröffnet konkrete Perspektiven für die Entwicklung von Medikamenten. In ersten Untersuchungen zeigte ein derzeit klinisch getesteter Wirkstoff eine deutliche Reduktion der krankhaften Tau-Veränderungen. Auch ein bildgebender Biomarker konnte zudem erfolgreich erprobt werden.

Darüber hinaus ermöglicht das Modell erstmals, krankhafte Tau-Strukturen unter realistischen Bedingungen zu untersuchen. Damit wird eine wichtige Brücke zwischen experimentellen Ansätzen und der tatsächlichen Erkrankung beim Menschen geschlagen.

Die Forschenden sehen darin sowohl ein leistungsfähiges Werkzeug für die Grundlagenforschung als auch eine vielversprechende Basis für die Entwicklung neuer Therapien. Ziel ist es, zukünftige Behandlungen gezielter und effizienter zu gestalten.