Auch wenn zwei Menschen 75 Jahre alt sind, können sich ihre Gehirne biologisch deutlich unterscheiden. Das Projekt ADpriOMICS erforscht, wann Altern, Alzheimer und verwandte Demenzen denselben Verlauf nehmen und wann sie sich unterscheiden.

Nehmen wir an, zwei Personen werden dieses Jahr 75. Auf dem Papier sind sie gleich alt, doch ihre Gesundheit und Funktionsfähigkeit können sich erheblich unterscheiden: Die eine Person kann weiterhin wandern, lesen und sich an Namen erinnern, während die andere sich damit schwertut, Gesprächen zu folgen. Auch wenn sie laut Kalender das gleiche Alter haben, ist ihr biologisches Alter unterschiedlich.

Forschende bezeichnen diesen Unterschied als biologisches Alter: das auf molekularer Ebene erkennbare Alter unseres Gewebes, unabhängig vom chronologischen Alter. Dieser Wert ist besonders relevant für das Gehirn. 

Altern ist der Hauptrisikofaktor für Demenz. Es ist faszinierend, dass einige Menschen bis ins hohe Alter einen scharfen Verstand besitzen, während andere viel früher Alzheimer und verwandte Demenzerkrankungen (ADRD, Anm. der Redaktion: Abkürzung von „Alzheimer’s disease and related dementias“) entwickeln. Die Schlüsselfrage ist deshalb nicht nur, warum das Gehirn altert. Wir sollten uns vielmehr fragen, wann normales Altern zu einem Zustand zunehmender Anfälligkeit wird, die die Entstehung von Krankheiten ermöglicht.

Das ADpriOMICS-Projekt beruht auf der Annahme, dass Altern und ADRD teilweise gemeinsame biologische Mechanismen aufweisen, jedoch nicht vollständig. Faktoren wie Entzündungen, Veränderungen in den Stützzellen des Gehirns, Probleme mit den Blutgefäßen und Gewebeumbau im Umfeld der Zellen könnten sowohl zur Alterung des Gehirns als auch zur Entwicklung von ADRD beitragen. Einige Mechanismen beziehen sich möglicherweise vor allem aufs Altern, andere eher auf die Krankheit selbst.

Diese Unterscheidung ist entscheidend für die Entwicklung wirksamer Behandlungsstrategien. Wenn ein Mechanismus die Anfälligkeit eines alternden Gehirns erhöht und zu einem ADRD-bezogenen kognitiven Schaden führt, könnte eine gezielte Therapie einen doppelten Nutzen bringen. Die Unterscheidung zwischen altersbezogenen und krankheitsbezogenen Signalen hilft auch, einem verbreiteten Irrtum vorzubeugen: Nicht jeder molekulare Marker für das Altern deutet auf eine bevorstehende Demenz hin.

ADpriOMICS kartiert diesen Bereich, indem es mehrere biologische Ebenen miteinbezieht: Blutproben zeigen allgemeine Alterungssignale, wie zum Beispiel DNA-Methylierungsmuster, die oft als „epigenetische Uhr“ bezeichnet werden. Proteine im Nervenwasser, welches das Gehirn umgibt, liefern Einblicke in die Aktivität und das Altern des Gehirngewebes. Genetische Daten enthüllen lebenslange Abweichungen, die das Krankheitsrisiko beeinflussen. Stammzellmodelle ermöglichen das Testen potenzieller Mechanismen in lebenden, im Labor kultivierten menschenähnlichen Gehirnzellen.

Unsere Forschung zeigt allmählich, wo sich diese beiden Uhren überschneiden und wo sie auseinandergehen. Bisher scheint es, als ob ein blutbasierter Marker für den Alterungsprozess des Körpers Spuren im Gehirn hinterlässt, die anhand der Proteine im Nervenwasser nachweisbar sind. Das deutet darauf hin, dass der alternde Körper und das Gehirn in gewisser Weise miteinander kommunizieren.

Das entstehende Bild ist komplexer als eine einfache Überschneidung. Denn dieser allgemeine Marker für systemisches Altern im Gehirn scheint Menschen, die eine Demenz entwickeln, nicht von denen zu unterscheiden, die gesund bleiben. Stattdessen scheint ein spezifischerer Faktor, der diesem allgemeinen Signal überlagert ist, die Wahrscheinlichkeit ADRD zu entwickeln besser vorhersagen zu können. Im Wesentlichen kann das systemische Altern zwar ein anfälliges Umfeld im Gehirn erzeugen. Doch ob sich eine Krankheit entwickelt, hängt von einem anderen, präziseren Prozess ab. Ein Bluttest kann ein schnelles biologisches Altern nachweisen, für sich genommen jedoch nicht das Risiko einer Person vorhersagen, an Demenz zu erkranken.

Das Ziel ist letztendlich nicht, das Gehirn einer Person als biologisch „alt“ zu klassifizieren. Stattdessen geht es darum festzustellen, welche Prozesse wir noch beeinflussen können. Ein effektiver Biomarker muss mehr können als nur ein Risiko vorherzusagen. Er sollte auch einen Mechanismus anzeigen, den wir untersuchen und auf den wir einwirken können.

ADRD wird derzeit üblicherweise diagnostiziert, nachdem Symptome aufgetreten sind. In Zukunft wollen wir molekulare Anzeichen einer ADRD-Anfälligkeit bereits lange vor dem Auftreten von Symptomen erkennen und bestimmen, wer am meisten von spezifischen Interventionen profitieren würde.

ADpriOMICS versteht das Altern als aktiven biologischen Prozess, der verschiedene Ebenen des Körpers betrifft, und nicht als passives Hintergrundrauschen. Wir untersuchen deshalb die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen systemischem Altern, Altern des Gehirns und Neurodegeneration sowie deren Einfluss auf das Gedächtnis im Zeitverlauf. Wir wollen dabei genauere und patientenbasierte Ansätze in der Behandlung von Demenz entwickeln.