Chronische Darmvirusinfektion als möglicher Faktor bei Alzheimer

PHOENIX / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie von Forschern der Arizona State University und des Banner Alzheimer’s Institute hat eine überraschende Verbindung zwischen einer chronischen Darmvirusinfektion und der Entwicklung von Alzheimer bei einer Untergruppe von Menschen entdeckt.

Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass das humane Cytomegalovirus (HCMV), ein weit verbreitetes Virus, das normalerweise harmlos ist, bei bestimmten Personen chronische Entzündungen im Gehirn verursachen kann. Diese Entzündungen könnten über den Vagusnerv vom Darm ins Gehirn gelangen und dort die Immunantwort verändern, was zur Bildung von Amyloid-Plaques und Tau-Fibrillen führt – beides Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit. Die Forscher haben gezeigt, wie HCMV in menschlichen Gehirnzellmodellen molekulare Veränderungen hervorruft, die mit Alzheimer in Verbindung stehen. Diese Entdeckung eröffnet die Möglichkeit, antivirale Therapien zur Behandlung dieser Alzheimer-Subtyp zu entwickeln. Die laufenden Arbeiten zielen darauf ab, einen Bluttest zu entwickeln, um Personen mit chronischer HCMV-Infektion zu identifizieren und Behandlungsmöglichkeiten zu evaluieren. Die Studie hebt hervor, dass HCMV-Infektionen im Darm über den Vagusnerv ins Gehirn gelangen können, was zur Alzheimer-Entwicklung beitragen könnte. Der Virus löst die Produktion von Amyloid und Tau aus, was zu neuronalen Schäden führt. Forscher untersuchen derzeit antivirale Medikamente zur Behandlung dieses Alzheimer-Subtyps. Die Forscher von der Arizona State University und dem Banner Alzheimer’s Institute, zusammen mit ihren Kollaborateuren, haben eine überraschende Verbindung zwischen einer chronischen Darminfektion durch ein häufiges Virus und der Entwicklung von Alzheimer bei einer Untergruppe von Menschen entdeckt. Es wird angenommen, dass die meisten Menschen in den ersten Lebensjahrzehnten diesem Virus – dem sogenannten Cytomegalovirus oder HCMV – ausgesetzt sind. Cytomegalovirus ist eines von neun Herpesviren, wird jedoch nicht als sexuell übertragbare Krankheit angesehen. Das Virus wird normalerweise durch Kontakt mit Körperflüssigkeiten übertragen und verbreitet sich nur, wenn das Virus aktiv ist. Laut der neuen Forschung kann das Virus bei einigen Menschen in einem aktiven Zustand im Darm verweilen, von wo es über den Vagusnerv – eine wichtige Informationsautobahn, die den Darm und das Gehirn verbindet – ins Gehirn gelangen kann. Dort kann das Virus das Immunsystem verändern und zu anderen Veränderungen beitragen, die mit Alzheimer in Verbindung stehen. Wenn die Hypothesen der Forscher bestätigt werden, könnten sie evaluieren, ob bestehende antivirale Medikamente diese Form der Alzheimer-Krankheit behandeln oder verhindern könnten. Derzeit entwickeln sie einen Bluttest, um Menschen zu identifizieren, die eine aktive HCMV-Infektion haben und von antiviralen Medikamenten profitieren könnten. ‘Wir glauben, dass wir einen biologisch einzigartigen Subtyp von Alzheimer gefunden haben, der 25% bis 45% der Menschen mit dieser Krankheit betreffen könnte’, sagte Dr. Ben Readhead, Co-Erstautor der Studie und Forschungsprofessor am ASU-Banner Neurodegenerative Disease Research Center im Biodesign Institute der ASU. ‘Dieser Alzheimer-Subtyp umfasst die charakteristischen Amyloid-Plaques und Tau-Fibrillen – mikroskopische Gehirnanomalien, die zur Diagnose verwendet werden – und weist ein einzigartiges biologisches Profil von Viren, Antikörpern und Immunzellen im Gehirn auf.’ Die Ergebnisse wurden heute in ‘Alzheimer’s & Dementia: The Journal of the Alzheimer’s Association’ veröffentlicht. Forscher von ASU, Banner Alzheimer’s Institute, Banner Sun Health Research Institute und dem Translational Genomics Research Institute (TGen) führten die Zusammenarbeit, die auch Forscher der UMass Chan Medical School, des Institute for Systems Biology, des Rush University Medical Center, der Icahn School of Medicine am Mount Sinai und anderer Institutionen umfasste. Das Forschungsteam schlägt vor, dass einige Menschen, die HCMV ausgesetzt sind, eine chronische Darminfektion entwickeln. Das Virus gelangt dann in den Blutkreislauf oder reist über den Vagusnerv ins Gehirn. Dort wird es von den Immunzellen des Gehirns, den Mikroglia, erkannt, die die Expression eines spezifischen Gens namens CD83 aktivieren. Das Virus könnte zu den biologischen Veränderungen beitragen, die an der Entwicklung von Alzheimer beteiligt sind. Mikroglia, oder die Immunzellen des Gehirns, werden bei der Reaktion auf Infektionen aktiviert. Während sie anfänglich schützend sind, kann eine anhaltende Zunahme der Mikroglia-Aktivität zu chronischen Entzündungen und neuronalen Schäden führen, die bei der Progression neurodegenerativer Erkrankungen, einschließlich Alzheimer, eine Rolle spielen. In einer früher in diesem Jahr in ‘Nature Communications’ veröffentlichten Studie fanden die Forscher heraus, dass die postmortalen Gehirne von Forschungsteilnehmern mit Alzheimer-Krankheit eher CD83(+) Mikroglia aufwiesen als diejenigen ohne Alzheimer. Während sie untersuchten, warum dies geschah, entdeckten sie einen Antikörper im Darm dieser Probanden – was mit der Möglichkeit übereinstimmt, dass eine Infektion zu dieser Form von Alzheimer beitragen könnte. In der neuesten Studie versuchten die Forscher zu verstehen, was die Produktion von Darmantikörpern antreiben könnte. Das Team untersuchte die Rückenmarksflüssigkeit dieser Personen, die zeigte, dass die Antikörper speziell gegen HCMV gerichtet waren. Dies veranlasste die Suche nach Beweisen für eine HCMV-Infektion im Darm und Gehirngewebe dieser Probanden – die sie fanden. Sie sahen auch HCMV im Vagusnerv derselben Probanden, was die Möglichkeit aufwirft, dass dies der Weg ist, wie das Virus ins Gehirn gelangt. In Zusammenarbeit mit der RUSH University konnten die Forscher die Assoziation zwischen Cytomegalovirus-Infektion und CD83(+) Mikroglia in einer unabhängigen Kohorte von Alzheimer-Patienten reproduzieren. Um die Auswirkungen dieses Virus weiter zu untersuchen, verwendete das Forschungsteam dann menschliche Gehirnzellmodelle, um die Fähigkeit des Virus zu demonstrieren, molekulare Veränderungen im Zusammenhang mit dieser spezifischen Form der Alzheimer-Krankheit zu induzieren. Die Exposition gegenüber dem Virus erhöhte die Produktion von Amyloid- und phosphorylierten Tau-Proteinen und trug zur Degeneration und zum Tod von Neuronen bei. Kann HCMV bei einigen Menschen für Alzheimer verantwortlich sein? HCMV kann Menschen jeden Alters infizieren. Bei den meisten gesunden Personen erfolgt die Infektion symptomlos, kann sich jedoch als milde, grippeähnliche Erkrankung präsentieren. Etwa 80% der Menschen zeigen bis zum Alter von 80 Jahren Antikörpernachweise. Dennoch entdeckten die Forscher eine intestinale HCMV-Infektion nur bei einer Untergruppe von Individuen, und diese Infektion scheint ein relevanter Faktor für das Vorhandensein des Virus im Gehirn zu sein. Aus diesem Grund weisen die Forscher darauf hin, dass der bloße Kontakt mit HCMV, der bei fast jedem Menschen vorkommt, kein Grund zur Besorgnis sein sollte. Und obwohl Forscher bereits vor mehr als 100 Jahren vorgeschlagen haben, dass schädliche Viren oder Mikroben zur Alzheimer-Krankheit beitragen könnten, wurde bisher kein einzelner Erreger konsistent mit der Krankheit in Verbindung gebracht. Die Forscher schlagen vor, dass diese beiden Studien das potenzielle Ausmaß veranschaulichen, das Infektionen auf die Gehirngesundheit und die Neurodegeneration im Allgemeinen haben können. Dennoch fügen sie hinzu, dass unabhängige Studien erforderlich sind, um ihre Ergebnisse und die daraus resultierenden Hypothesen zu überprüfen. Die NOMIS Foundation, die Banner Alzheimer’s Foundation, die National Institutes of Health und das Arizona Alzheimer’s Consortium unterstützten die Studie. Arizonas einzigartige Biorepositorien, insbesondere das Brain and Body Donation Program am Banner Sun Health Research Institute, stellten Gewebeproben und Ressourcen zur Verfügung, einschließlich des Dickdarms, des Vagusnervs, des Gehirns und der Rückenmarksflüssigkeit. Die von der Rush University geleiteten Studien Religious Orders Study und Memory and Aging Study lieferten zusätzliche Gehirnproben und Daten. Dies ermöglichte es den Forschern, eine nuanciertere Untersuchung durchzuführen, die die systemischen und nicht nur die rein neurologischen Wurzeln der Alzheimer-Krankheit hervorhebt. ‘Es war für uns von entscheidender Bedeutung, Zugang zu verschiedenen Geweben derselben Individuen zu haben. Das ermöglichte es uns, die Forschung zusammenzufügen. Arizona ist der einzige Ort, den ich kenne, an dem eine solche Studie hätte durchgeführt werden können, und wir sind dem Banner Health Brain and Body Donation Program für seine Unterstützung dankbar’, sagte Readhead, ebenfalls Edson Endowed Professor of Dementia Research am Zentrum. ‘Wir sind unseren Forschungsteilnehmern, Kollegen und Unterstützern äußerst dankbar für die Möglichkeit, diese Forschung in einer Weise voranzutreiben, die keiner von uns allein hätte erreichen können’, sagte Dr. Eric Reiman, Executive Director des Banner Alzheimer’s Institute und leitender Autor der Studie. ‘Wir freuen uns über die Möglichkeit, dass Forscher unsere Ergebnisse auf eine Weise testen, die einen Unterschied in der Studie, der Subtypisierung, der Behandlung und der Prävention der Alzheimer-Krankheit macht.’ Die Ergebnisse der jüngsten Studie werfen eine wichtige Frage auf: Könnten antivirale Medikamente helfen, Alzheimer-Patienten zu behandeln, die eine chronische HCMV-Infektion haben? Die Forscher arbeiten derzeit an einem Bluttest, um Personen mit dieser Art von chronischer intestinaler HCMV-Infektion zu identifizieren. Sie hoffen, ihn in Verbindung mit aufkommenden Alzheimer-Bluttests zu verwenden, um zu bewerten, ob bestehende antivirale Medikamente zur Behandlung oder Prävention dieser Form der Alzheimer-Krankheit eingesetzt werden könnten.