Wissenschaftler wissen seit langem, dass Fettleibigkeit das Risiko für Demenz und Alzheimer erhöht. Unklar bleibt, wie sich dieses Risiko im Gehirn entwickelt.

Der Neurowissenschaftler Timothy Jarome von der Virginia Tech untersucht, ob Fettleibigkeit möglicherweise den Alterungsprozess des Gehirns beschleunigt und zu einem früheren Gedächtnisverlust beiträgt.

Es steht viel auf dem Spiel: Ungefähr jeder dritte Erwachsene über 70 leidet unter altersbedingtem Gedächtnisverlust, einer Krankheit, für die es keine Behandlung gibt, während fast 40 Prozent der Erwachsenen in den USA fettleibig sind.

Jarome, Professor an der School of Animal Sciences des College of Agriculture and Life Sciences, untersucht die molekularen Mechanismen hinter Gedächtnisstörungen wie Demenz, Alzheimer-Krankheit und posttraumatischer Belastungsstörung (PTBS). Seine neueste Forschung wird durch ein Stipendium des National Institute on Aging in Höhe von 410.000 US-Dollar unterstützt.

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Wir wissen, dass Fettleibigkeit das Gedächtnis beeinträchtigt, und wir wissen, dass das Alter das Gedächtnis beeinträchtigt. Was wir nicht wissen ist, ob sie durch denselben Prozess im Gehirn gesteuert werden.“

Timothy Jarome, Neurowissenschaftler, Virginia Tech

Wenn die beiden Erkrankungen auf demselben Weg beruhen, könnte dies ein neues Ziel für Behandlungen darstellen, die darauf abzielen, den Gedächtnisverlust zu verlangsamen und das Demenzrisiko zu verringern.

Ein überraschendes Muster

In früheren Untersuchungen stellte Jaromes Team fest, dass ein molekularer Prozess namens K63-Polyubiquitinierung mit abnehmendem Gedächtnis aktiver wird. K63 hilft dabei, die Bildung von Erinnerungen beim Lernen zu regulieren. In jüngeren Gehirnen sinkt der K63-Spiegel während des Lernens, um die Bildung von Erinnerungen zu unterstützen. In älteren Gehirnen bleiben diese Werte zu hoch, anstatt sich normal anzupassen.

Als die Forscher den K63-Spiegel mithilfe einer gezielten Gen-Editing-Technik senkten, konnten sie das Gedächtnis älterer Ratten verbessern.

Ein ähnliches Muster zeigte sich, als Jarome und sein Team junge Ratten untersuchten, denen eine fettreiche Diät verabreicht wurde. Die Ratten zeigten erhöhte K63-Spiegel, vergleichbar mit denen viel älterer Ratten, und schnitten bei Gedächtnistests schlechter ab.

„Was uns überraschte, war, dass wir bei jungen fettleibigen Ratten die gleichen Veränderungen sahen, die wir normalerweise in viel älteren Gehirnen sehen – nur auf einer viel schnelleren Zeitskala“, sagte Jarome. „Es deutete darauf hin, dass durch Fettleibigkeit verursachter Gedächtnisverlust und altersbedingter Gedächtnisverlust über diesen Weg direkt miteinander verbunden sein könnten.“

Ein potenzielles Behandlungsziel

Die neue Studie wird Ratten, die entweder eine fettreiche oder normale Ernährung erhalten, vom jungen Erwachsenenalter bis ins hohe Alter verfolgen, um Gedächtnisveränderungen zu verfolgen und festzustellen, ob Fettleibigkeit und Alterung dieselben Proteine ​​im Gehirn beeinflussen.

Forscher werden außerdem ein gezieltes CRISPR-basiertes Tool verwenden, um den K63-Spiegel zu senken, bevor sich Fettleibigkeit entwickelt. Ziel ist es herauszufinden, ob derselbe Prozess, der das Gedächtnis bei älteren Ratten verbessert, auch dazu beitragen kann, Gedächtnisverlust im Zusammenhang mit Fettleibigkeit und Alterung zu verhindern.

Ihre Ergebnisse könnten auf neue Behandlungen hinweisen, die den Gedächtnisverlust verlangsamen oder verhindern sollen.

„Wenn wir den Mechanismus verstehen, der diese beiden Dinge verbindet, können wir darüber nachdenken, wie wir ihn gezielt bekämpfen können“, sagte Jarome. „Ich hoffe, dass uns dies dabei helfen wird, besser zu verstehen, was dazu führt, dass das Gehirn grundsätzlich schneller altert und dass die Wahrscheinlichkeit steigt, dass wir an Demenz und der Alzheimer-Krankheit erkranken.“

Quellen:

Virginia Tech