Einfache Medikamentenbehandlungen könnten älteren Gehirnen helfen, mit dem Gedächtnisverlust und der Genesung nach Operationen umzugehen.

Einfachere pharmazeutische Interventionen könnten älteren Gehirnen helfen

Einfach zu verabreichende Medikamente könnten älteren Menschen dabei helfen, Gedächtnisprobleme zu bewältigen und sich nach einer Operation zu erholen, wie neue Studien an Mäusen zeigen.

Untersuchung von kognitiven Beeinträchtigungen

In zwei Studien untersuchten Forscher an der Universität von Illinois Urbana-Champaign verschiedene Aspekte kognitiver Beeinträchtigung: Beeinträchtigungen nach chirurgischen Eingriffen, die bei älteren Erwachsenen relativ häufig vorkommen, und altersbedingte Gedächtnisverluste, sowie nicht-invasive Methoden zur Wiederherstellung der Funktionen.

Diese Studien bieten einen Plan für weitere Grundlagenforschungen, die Verbindungen in präklinischen Tests identifizieren können, die schließlich auch an Menschen getestet werden könnten.“

Uwe Rudolph, Forschungsleiter, Professor und Leiter der vergleichenden Biowissenschaften an der U. of I

Die erste Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift PNAS Nexus, untersuchte das Problem kognitiver Beeinträchtigungen nach chirurgischen Eingriffen. Unmittelbar nach der Operation sind kognitive Beeinträchtigungen häufig, aber Studien haben ergeben, dass 10 % der Erwachsenen über 60 Jahren auch drei Monate nach der Operation noch Lern-, Gedächtnis- und Exekutionsfunktionsdefizite aufweisen. „Wenn man das dann mit der Anzahl der Operationen, die bei Menschen über 60 Jahren durchgeführt werden, multipliziert, ergibt sich eine sehr signifikante Zahl,“ sagte Rudolph.

Der Einfluss von Propofol

Propofol ist ein gängiges Anästhetikum, das in anderen Studien an Mäusen vielversprechende Ergebnisse zur Verbesserung der Kognition bei Alzheimer-Modellen gezeigt hat. Allerdings könnte es in hohen Dosen schädlich für das Gehirn sein. Um zu untersuchen, ob Propofol helfen könnte, die Kognition nach einer Operation zu verbessern, führten die Forscher Eingriffe an älteren Mäusen durch, was nicht so häufig vorkommt, wie man annehmen könnte.

„Andere Studien wurden an jüngeren Mäusen durchgeführt oder sie verwendeten ältere Mäuse und betäubten sie, führten jedoch keine Operation durch. Das macht es schwierig, zu unterscheiden, was auf die Anästhesie und was auf das Trauma der Operation selbst zurückzuführen ist,“ sagte Rajasekar Nagarajan, Postdoktorand an der Universität Illinois und Erstautor beider Studien.

Das Team aus Illinois stellte fest, dass die intermittierende Verabreichung von Propofol, die vor der Operation begann, die Leistungen der Mäuse bei einer Vielzahl kognitiver Aufgaben nach der Operation verbesserte. Und die Ergebnisse hielten fünf Tage nach einer Dosis an, obwohl Propofol normalerweise innerhalb weniger Stunden aus dem Körper ausgeschieden wird.

Bei der genauen Untersuchung der Vorgänge im Gehirn der Mäuse stellten die Forscher fest, dass Mäuse, die Propofol erhalten hatten, eine langanhaltende Zunahme bestimmter Rezeptoren für den Neurotransmitter GABA, einen wichtigen Regulator von Lernen und Gedächtnis, auf der Oberfläche von Neuronen im Hippocampus aufwiesen, sowie verringerte Marker für Entzündungen und Zellsterben. Mäuse, die kein Propofol erhielten, hatten diese molekularen Veränderungen nicht.

„Es ist bekannt, dass Allgemeinanästhesie und Operationen zu kognitiven Beeinträchtigungen führen können, insbesondere bei älteren Menschen. Es ist überraschend und interessant, dass ein Allgemeinanästhetikum wie Propofol tatsächlich die kognitive Funktion nach einer Operation bei älteren Menschen verbessern kann,“ sagte Nagarajan. „Derzeit führen wir Experimente mit einer Verbindung durch, die speziell die Aktivität des GABA-Rezeptor-Subtyps erhöht, der nach einer einmaligen Verabreichung von Propofol ansteigt. Eine solche Verbindung könnte helfen, postoperative kognitive Defizite zu verhindern und könnte potenziell klinisch nützlich sein.“

Untersuchung altersbedingter Gedächtnisbeeinträchtigungen

In der zweiten Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Pharmacology Research and Perspectives, untersuchten die Forscher altersbedingte Gedächtnisbeeinträchtigungen. Andere Studien haben das Potenzial eines Nasensprays mit Insulin zur Verbesserung des Gedächtnisses bei Alzheimer-Modellen festgestellt, weshalb das Illinois-Team untersuchte, ob es auch auf allgemeine altersbedingte Gedächtnisbeeinträchtigungen Einfluss hat.

Die Forscher verwendeten ein Mausmodell, das sie entwickelt hatten, um das Altern im Hippocampus nachzuahmen, sogenannte pseudo-alternde Mäuse. Sie verabreichten das Insulin täglich über die Nase für neun Tage sowohl den pseudo-alternden Mäusen als auch einer Kontrollgruppe von Mäusen.

Während in der Kontrollgruppe keine signifikanten Veränderungen zu beobachten waren, verbesserten die pseudo-alternden Mäuse, die intranasal Insulin erhielten, ihre Leistungen in Aufgaben, die mit Arbeitsgedächtnis, reconhecimento und assoziativem Gedächtnis zusammenhingen.

Beim genaueren Blick auf die molekulares Veränderungen im Gehirn fanden die Forscher heraus, dass pseudo-alternde Mäuse eine Zunahme von zwei Markern aufwiesen, die die neuronale Entzündung regulieren. Intranasales Insulin kehrte diese Zunahme um und reduzierte die Entzündung.

„Zusammen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass intranasales Insulin einen nicht-invasiven therapeutischen Ansatz für die Milderung altersbedingter kognitiver Beeinträchtigungen bieten könnte, indem es neuroinflammatorische Mechanismen moduliert,“ schrieben die Autoren.

„Es gibt Hinweise darauf, dass intranasales Insulin ähnliche Effekte wie Propofol auf die Kognition nach einer Operation hat,“ sagte Rudolph. „Als nächstes wollen wir untersuchen, ob die Alpha-5 GABA-A-Rezeptoren, die durch Propofol auf der neuronalen Oberfläche erhöht wurden, an der Wirkung von intranasalem Insulin beteiligt sind. Wir wollen auch den genauen Neurontyp im Hippocampus identifizieren, der für diese Effekte verantwortlich ist.“

Diese Arbeit wurde vom National Institute of General Medical Sciences der US-amerikanischen National Institutes of Health unter den Fördernummern R01GM128183 und R35GM153232 unterstützt.

Quellen: