Chemische Reaktionen als Schlüssel zu Alzheimer

Gemeinsam mit internationalen Kollegen haben Chemiker der TU Darmstadt in Amyloid-Ablagerungen in den Gehirnen von Alzheimer-PatientInnen sowohl die normale wasserlösliche Form von Kupfer und Eisen als auch Nanopartikel aus diesen Metallen gefunden.

In den vergangenen Jahren wurde vorgeschlagen, dass ein Hauptprozess, der zum Absterben der Gehirnzellen führt, von chemischen Reaktionen zwischen verschiedenen Proteinen im Gehirn und essenziellen Metallen, etwa Kupfer und Eisen, mitbestimmt wird.

Prof. Frederik Lermyte vom Fachbereich Chemie der TU Darmstadt sowie Forschende der Universität von Warwick, der Universität Keele, der Universität von Texas in San Antonio und der Case Western Reserve Universität nutzen verschiedene Techniken, einschließlich Massenspektrometrie und Röntgenmikroskopie, um diese Mechanismen genauer zu untersuchen. Hierbei fanden sie heraus, dass in den Amyloid-Ablagerungen in den Gehirnen von betroffenen PatientInnen sowohl die normale wasserlösliche Form dieser Metalle als auch Nanopartikel aus Kupfer und Eisen zu finden waren.

Diese Nanopartikel spielen bisher keine bekannte Rolle in der Humanbiologie. Es ist den Forschenden zufolge jedoch wahrscheinlich, dass die chemischen Reaktionen, die zur Bildung dieser Metall-Nanopartikel führen, auch reaktive Sauerstoffspezies entstehen lassen, welche toxisch für die Zellen des Gehirns sind. Dies liefert möglicherweise einen wichtigen Hinweis auf den Mechanismus der Alzheimer-Krankheit und so könnten zukünftige Therapien entwickelt werden, um in diesen Prozess einzugreifen, erklären die Wissenschaftler.

Originalpublikation:
Everett J et al. Biogenic metallic elements in the human brain? Science Advances 2021;7(24):eabf6707.