Die Forscher erzeugten aus menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen neurale Stammzellen. Neurale Stammzellen sind multipotente Zellen, die sich teilen und in verschiedene Nervenzelllinien weiterentwickeln können. Die Zellen wurden in ein Polymer-Hydrogel eingebettet und millimetergroßen Kulturschälchen gezüchtet.

Mit diesem Modell untersuchten sie die Fähigkeit zur neuronalen Regeneration nach Exposition mit Alzheimerproteinen (Amyloid-Beta-Proteine) und folgend dem Entzündungsbotenstoff IL-4. Sie beobachteten zunächst, dass sich Plaques in den Kulturen bildeten und sich die charakteristischen Tau-Proteine ablagerten, wenn die Zellen mit den Amyloid-Beta-Proteinen zusammengebracht wurden. Zudem stellten sie Schäden an den ausdifferenzierten Nervenzellen fest. Wenn sie jedoch den Entzündungsbotenstoff IL-4 dazu gaben, wurden die Stammzellen dazu angeregt, neue Nervenzellen auszubilden. Durch den Entzündungsbotenstoff wurden quasi Reparaturvorgänge in der Zellkultur ausgelöst.

Die Wissenschaftler nehmen an, dass sich dem Nervenzellverfall im Gehirn durch Alzheimer möglicherweise mittels Immunzellen etwas entgegensetzen lässt. Sie hoffen, dass ihr Modell geeignet ist, eine neuronale Therapie gegen Alzheimer zu finden.

An der Studie waren das Deutsche Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) Dresden, das Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. (IPF), das Zentrum für Regenerative Therapien an der TU Dresden (CRTD), das Institut für Pharmakologie und Toxikologie der TU Dresden sowie Institutionen aus Australien und China beteiligt.

Die Forscher haben ihr Modell in der Zeitschrift Developmental Cell vorgestellt:
Christos Papadimitriou, Hilal Celikkaya, Mehmet I. Cosacak, Violeta Mashkaryan, Laura Bray, Prabesh Bhattarai, Kerstin Brandt, Heike Hollak, Xin Chen, Shuijin He, Christopher L. Antos, Weilin Lin, Alvin Kuriakose Thomas, Andreas Dahl, Thomas Kurth, Jens Friedrichs, Yixin Zhang, Uwe Freudenberg, Carsten Werner & Caghan Kizil (2018). 3D Culture Method for Alzheimer’s Disease Modeling Reveals Interleukin-4 Rescues Ab42-Induced Loss of Human Neural Stem Cell Plasticity. Developmental Cell 46: 85–101. https://doi.org/10.1016/j.devcel.2018.06.005.

Weitere Informationen:
https://www.dzne.de/aktuelles/presse-und-oeffentlichkeitsarbeit/pressemitteilungen/presse/detail/alzheimer-im-miniformat/