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Medizin

17. März 2020 Alzheimer: Human-spezifische Erkrankung

Ein Team um Prof. Dr. med. Thomas Arendt vom Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung in Genom- und Transkriptom-Analysen, Leipzig, konnte zeigen, dass die bei Alzheimer in ihrer Aktivierung veränderten Gene in der jüngeren stammesgeschichtlichen Vergangenheit evolutionsbiologischen Anpassungen unterworfen waren. Damit ist Alzheimer eine human-spezifische Erkrankung, die sich nur sehr begrenzt in Tierversuchen nachbilden lässt.
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Gemeinsam mit einer Arbeitsgruppe vom Interdisziplinären Zentrum für Bioinformatik der Universität Leipzig haben Arendt und sein Team in einem ersten Schritt die Aktivität der Gene von Alzheimer-Patienten mit denen von gesunden Menschen verglichen. Hier stießen sie auf ein Muster: Bei Alzheimer-Erkrankten waren bestimmte Gene anders aktiv als bei Gesunden. Die evolutionäre Entwicklung dieser Gene verfolgten sie dann zurück und verglichen sie mit dem Genom von nicht-menschlichen Primaten und anderen. „Die Genabschnitte der meisten Säugetiere sind heute bekannt und sequenziert. Sie sind in großen Datenbanken gespeichert und so konnten wir nachvollziehen, welche Veränderungen diese Gene in der Evolution durchlaufen haben“, erklärt Arendt.

Ursache liegt in der Hirnevolution

Die Forscher konnten zeigen, dass jüngste evolutionäre Anpassungen des Gehirns ursächlich an der Entstehung der Erkrankung beteiligt sind. Sie befällt vorrangig solche Hirnstrukturen, die sich in der jüngeren Menschheitsentwicklung erst spät herausgebildet haben. Zugleich waren die Gene, deren Aktivität bei der Erkrankung verändert sind, in der jüngeren stammesgeschichtlichen Vergangenheit evolutionsbiologischen Anpassungen unterworfen. „Die Gründe dieser Veränderungen bei der Entwicklung von den großen Menschenaffen hin zum Menschen sind Folge von Anpassungen, wodurch die Leistungsfähigkeit des menschlichen Gehirns optimiert wurde“, so Arendt.

Tierversuche nicht geeignet

Damit konnte Arendt das schon länger von ihm verfolgte Konzept wissenschaftlich belegen: Die Alzheimersche Erkrankung ist eine phylogenetische, also eine stammesgeschichtliche, Erkrankung. Zugleich wird deutlich, dass Alzheimer eine human-spezifische Erkrankung ist, deren Mechanismus sich nur sehr begrenzt im Tierexperiment nachbilden lässt. „Diese Einsicht dürfte von weitreichender Konsequenz für die zukünftige Therapieentwicklung sein. Ein Großteil der Tierversuche, die fast ausschließlich an Mäusen erfolgt, ist in hohem Grade ungeeignet, da sich deren Genstruktur deutlich vom Menschen unterscheidet“, sagt Arendt. Lediglich bestimmte Teilaspekte der Erkrankung könnten weiterhin im Tiermodell überprüft werden. Zukünftige Therapieentwicklungen müssten sich nun verstärkt auf die genomischen Abschnitte und Zellbestandteile konzentrieren, die sich in der jüngeren stammesgeschichtlichen Entwicklung des Menschen herausgebildet haben.

Quelle: Universität Leipzig

Literatur:

Alzheimer-related genes show accelerated evolution.
https://doi.org/10.1038/s41380-020-0680-1
http://pfi.medizin.uni-leipzig.de/


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