14.09.2021 - Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University

Anzeichen von Demenz sind im Blut zu finden

33 Stoffwechselverbindungen, die mit Demenz in Verbindung gebracht werden, könnten der Schlüssel zu neuen Diagnose- und Behandlungsmethoden sein

Wissenschaftler in Japan haben Stoffwechselverbindungen im Blut identifiziert, die mit Demenz in Verbindung gebracht werden. Die Studie ergab, dass sich die Werte von 33 Stoffwechselprodukten bei Patienten mit Demenz von denen älterer Menschen ohne Vorerkrankungen unterscheiden. Die in PNAS veröffentlichten Ergebnisse könnten eines Tages die Diagnose und Behandlung von Demenzerkrankungen erleichtern.

"Metaboliten sind chemische Substanzen, die bei lebenswichtigen chemischen Reaktionen in Zellen und Geweben entstehen", so der Erstautor Dr. Takayuki Teruya, der in der G0 Cell Unit am Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) arbeitet. "Normalerweise hält unser Körper diese Werte im Gleichgewicht, aber wenn wir altern und Krankheiten wie Demenz entwickeln, können diese Werte schwanken und sich verändern."

Demenz ist nicht nur eine einzelne Krankheit, sondern ein allgemeiner Begriff, der eine Reihe von Symptomen beschreibt, darunter eine langsame, aber in der Regel irreversible Abnahme der Fähigkeit, sich zu erinnern, zu denken, Entscheidungen zu treffen oder alltägliche Tätigkeiten auszuführen. Von allen altersbedingten Krankheiten ist Demenz eine der schwerwiegendsten, nicht nur für die Patienten und ihre Familien, sondern auch für die Gesellschaft als Ganzes, denn weltweit leben schätzungsweise 55 Millionen Menschen mit dieser Krankheit.

Die Wissenschaftler wissen zwar, dass Demenz durch eine Schädigung der Nerven verursacht wird, doch die genaue Ursache dieser Schädigung und die Methoden, mit denen sie erkannt und behandelt werden kann, sind nach wie vor nicht bekannt.

In der Studie analysierte das Forscherteam Blutproben von acht Demenzpatienten sowie von acht gesunden älteren Menschen. Außerdem nahmen sie Proben von acht gesunden jungen Menschen, die als Referenz dienten. Im Gegensatz zu den meisten Studien, die sich mit der Analyse von Blutmetaboliten befassen, wurden in dieser Studie auch Verbindungen aus den roten Blutkörperchen untersucht.

"Blutzellen sind schwierig zu handhaben, weil sie sich im Stoffwechsel verändern, wenn sie auch nur für kurze Zeit unbehandelt bleiben", erklärte Dr. Teruya.

Das Forscherteam hat jedoch vor kurzem eine Methode entwickelt, um die Stoffwechselprodukte in den roten Blutkörperchen zu stabilisieren, so dass sie zum ersten Mal den Zusammenhang zwischen der Aktivität der roten Blutkörperchen und der Demenzerkrankung untersuchen konnten.

Die Wissenschaftler maßen die Konzentrationen von 124 verschiedenen Metaboliten im Vollblut und fanden heraus, dass 33 Metaboliten, aufgeteilt in fünf verschiedene Untergruppen, mit Demenz korrelierten. Sieben dieser Verbindungen nahmen bei Demenzpatienten zu, während bei 26 dieser Verbindungen ein Rückgang der Werte zu beobachten war. 20 dieser Verbindungen, darunter neun, die häufig in roten Blutkörperchen vorkommen, waren bisher noch nicht mit Demenz in Verbindung gebracht worden.

"Die Identifizierung dieser Verbindungen bedeutet, dass wir der molekularen Diagnose von Demenz einen Schritt näher gekommen sind", sagte der Hauptautor der Studie, Professor Mitsuhiro Yanagida, der die G0 Cell Unit am OIST leitet.

Die sieben Metaboliten, die bei Patienten mit Demenz erhöhte Werte aufwiesen, wurden im Blutplasma gefunden und gehörten zur Untergruppe A der Metaboliten. Wichtig ist, dass einige dieser Verbindungen vermutlich toxische Wirkungen auf das zentrale Nervensystem haben.

"Es ist noch zu früh, um das zu sagen, aber es könnte auf eine mögliche mechanische Ursache der Demenz hindeuten, da diese Verbindungen zu einer Beeinträchtigung des Gehirns führen könnten", sagte Prof. Yanagida.

Das Forscherteam plant, diese Idee in den nächsten Forschungsschritten zu testen, indem es untersucht, ob ein Anstieg dieser Metaboliten in Tiermodellen wie Mäusen eine Demenz auslösen kann.

Die übrigen 26 Verbindungen, die bei Demenzpatienten im Vergleich zu gesunden älteren Menschen abnahmen, gehörten zu vier anderen Metabolit-Untergruppen, B-E.

Sechs Metaboliten, die bei Demenzpatienten abnahmen, wurden aufgrund ihrer ähnlichen Struktur der Untergruppe B zugeordnet. Bei diesen Stoffwechselverbindungen handelt es sich um Antioxidantien, die Zellen und Gewebe schützen, indem sie Schäden durch freie Radikale - instabile Moleküle, die bei chemischen Reaktionen in den Zellen entstehen - verringern. Die Forscher fanden heraus, dass diese aus der Nahrung stammenden antioxidativen Verbindungen in den roten Blutkörperchen gesunder älterer Menschen in großer Menge vorhanden sind.

"Es könnte sein, dass die roten Blutkörperchen nicht nur Sauerstoff liefern, sondern auch wichtige Stoffwechselprodukte, die das Nervensystem vor Schäden schützen", so Dr. Teruya.

Die übrigen Untergruppen enthalten Verbindungen, von denen die Forscher glauben, dass sie eine Rolle bei der Versorgung mit Nährstoffen, der Aufrechterhaltung von Energiereserven und dem Schutz der Neuronen vor Schäden spielen.

"Wir hoffen, dass wir in Zukunft einige Interventionsstudien starten können, indem wir Demenzpatienten entweder die Stoffwechselverbindungen der Untergruppen B-E zuführen oder die Neurotoxine der Untergruppe A hemmen, um zu sehen, ob dies die Symptome der Demenz verlangsamen, verhindern oder sogar umkehren kann", so Prof. Yanagida.

Die Forschung wurde von der Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University zusammen mit dem National Ryukyu Hospital, Okinawa und der Kyoto University durchgeführt.

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