Ein einfaches Nasenspray könnte eines Tages dazu beitragen, die Alterung des Gehirns umzukehren, und das Gedächtnis wiederherzustellen

Was wäre, wenn sich ein Teil des mit dem Altern verbundenen geistigen Verfalls tatsächlich rückgängig machen ließe? Forscher der Texas A&M University geben an, einen Weg gefunden zu haben, genau dies mit einem einfachen Nasenspray zu erreichen, das Entzündungen im Gehirn lindern soll. In einer neuen Studie berichteten die Wissenschaftler, dass die Behandlung bereits nach zwei Dosen das Gedächtnis wiederherstellte, chronische Entzündungen reduzierte und die Funktion der Gehirnzellen verbesserte. Das Team glaubt, dass die Ergebnisse letztendlich zu neuen Therapien für Erkrankungen führen könnten, die mit dem Altern und kognitivem Verfall in Verbindung stehen, darunter Demenz und Alzheimer.

So funktioniert das experimentelle Nasenspray

Seit Jahren wissen Wissenschaftler, dass alternde Gehirne oft unter anhaltenden leichten Entzündungen leiden, einem Prozess, der als „Neuroinflammaging“ bekannt ist. Diese chronische Entzündung kann das Gedächtnis, das Denkvermögen und die Fähigkeit des Gehirns, sich an neue Situationen anzupassen, beeinträchtigen. Sie gilt zudem als einer der Hauptfaktoren für neurodegenerative Erkrankungen. Nun sagen Forscher, dass dieser Prozess möglicherweise doch nicht dauerhaft ist. Die Studie wurde von Dr. Ashok Shetty, renommierter Universitätsprofessor und stellvertretender Direktor des Instituts für Regenerative Medizin, gemeinsam mit den leitenden Wissenschaftlern Dr. Madhu Leelavathi Narayana und Dr. Maheedhar Kodali geleitet. Ihre Ergebnisse wurden im Journal of Extracellular Vesicles veröffentlicht. „Altersbedingte Erkrankungen des Gehirns wie Demenz sind weltweit ein großes Gesundheitsproblem“, sagte Shetty. „Wir zeigen, dass die Alterung des Gehirns umgekehrt werden kann, um Menschen dabei zu helfen, geistig fit, sozial aktiv und frei von altersbedingtem Leistungsabfall zu bleiben.“

Die Therapie basiert auf mikroskopisch kleinen biologischen Partikeln, den sogenannten extrazellulären Vesikeln (EVs). Diese winzigen Strukturen transportieren auf natürliche Weise genetisches Material zwischen den Zellen. In diesem Fall wurden sie mit microRNAs beladen, Molekülen, die wichtige biologische Prozesse im Gehirn regulieren. „microRNAs wirken wie Hauptregulatoren“, sagte Narayana. „Sie helfen dabei, viele Gen- und Signalwege im Gehirn zu modulieren und zu regulieren.“ Die Forscher verabreichten die EVs über ein Nasenspray, wodurch die Behandlung die Schutzbarriere des Gehirns umgehen und direkt in das Hirngewebe gelangen konnte.

„Die Art der Verabreichung ist einer der spannendsten Aspekte unseres Ansatzes“, sagte Kodali. „Die intranasale Verabreichung ermöglicht es uns, das Gehirn direkt zu erreichen und zu behandeln, ohne invasive Eingriffe vornehmen zu müssen.“ Im Gehirn angekommen, zielte die Behandlung auf Immunzellen ab, die an chronischen Entzündungen beteiligt sind. Den Forschern zufolge unterdrückte die Therapie Entzündungssysteme wie das NLRP3-Inflammasom und die cGAS-STING-Signalwege, die beide in engem Zusammenhang mit altersbedingten Entzündungen im Gehirn stehen.

Wiederherstellung der zellulären Energie des Gehirns

Die Behandlung tat mehr als nur Entzündungen zu reduzieren. Die Wissenschaftler fanden außerdem heraus, dass sie die Aktivität der Mitochondrien wiederherstellte – jener winzigen Strukturen im Inneren der Zellen, die für die Energieproduktion zuständig sind. Alterung und Entzündungen können Mitochondrien schädigen, wodurch Gehirnzellen an Effizienz verlieren und anfälliger für einen Leistungsabfall werden. Durch die Verbesserung der Mitochondrienfunktion schien die Therapie den Gehirnzellen zu helfen, ihre Fähigkeit zur Verarbeitung und Speicherung von Informationen wiederzuerlangen.

„Wir geben den Neuronen ihre Lebenskraft zurück, indem wir oxidativen Stress reduzieren und die Mitochondrien des Gehirns reaktivieren“, so Narayana. Die Verbesserungen beschränkten sich nicht auf biologische Messungen. Verhaltenstests zeigten, dass die behandelten Modelle bei Gedächtnis- und Erkennungsaufgaben deutlich besser abschnitten. Im Vergleich zu unbehandelten Kontrolltieren waren sie erfolgreicher beim Identifizieren vertrauter Objekte, beim Erkennen neuer Objekte und beim Wahrnehmen von Veränderungen in ihrer Umgebung. Die Forscher beobachten, wie sich die körpereigenen Reparaturmechanismen des Gehirns aktivieren, Entzündungen heilen und das Gehirn sich selbst regeneriert“, sagte Shetty. Besonders bemerkenswert ist vielleicht, dass die Wirkung bereits nach nur zwei Dosen schnell einsetzte und über Monate anhielt.

Eine neue Richtung für die Forschung zum Altern des Gehirns

Die Forscher glauben, dass dieser Ansatz letztendlich breite medizinische Anwendungsmöglichkeiten haben könnte. „Wenn wir diese Therapie weiterentwickeln und skalieren, könnte ein einfaches Nasenspray mit zwei Dosen eines Tages invasive, riskante Eingriffe oder vielleicht sogar monatelange Medikamenteneinnahme ersetzen“, sagte Shetty. Die Ergebnisse könnten besonders wichtig sein, da die Demenzraten weiter steigen. In den Vereinigten Staaten wird erwartet, dass die jährlichen Demenzfälle von etwa 514.000 im Jahr 2020 auf rund 1 Million bis 2060 ansteigen werden. Dieser Trend signalisiert einen dringenden Bedarf an Strategien und innovativen Maßnahmen, die sowohl das Risiko als auch den Schweregrad neurodegenerativer Erkrankungen wie Demenz minimieren können.

Die Studie ergab zudem ähnliche Behandlungsreaktionen bei beiden Geschlechtern, was laut den Forschern in biomedizinischen Studien relativ selten ist. Die Behandlungsergebnisse waren bei beiden Geschlechtern konsistent und ähnlich. In Zukunft könnte die Therapie möglicherweise Schlaganfallpatienten helfen, ihre Gehirnfunktion wiederherzustellen oder den mit dem Altern verbundenen kognitiven Verfall zu verlangsamen. „Unser Ansatz definiert neu, was es bedeutet, alt zu werden“, sagte Shetty. „Wir streben ein erfolgreiches Altern des Gehirns an: Menschen aktiv, aufmerksam und verbunden zu halten. Nicht nur länger zu leben, sondern klüger und gesünder zu leben“, sagte Shetty.

Die Forschung wurde vom National Institute on Aging (NIA) unterstützt, und das Team hat bereits ein US-Patent im Zusammenhang mit der Therapie angemeldet. Laut Shetty besteht das Ziel nicht nur darin, die Biologie hinter dem alternden Gehirn zu verstehen, sondern auch Behandlungen zu entwickeln, die letztendlich den Patienten zugutekommen könnten. „Wir versuchen nicht nur, die biologischen Mechanismen zu verstehen, sondern wir setzen unsere Erkenntnisse in praktische Therapien um, die einen Unterschied machen könnten“, so Shetty. Zwar sind noch weitere Forschungsarbeiten erforderlich, bevor die Behandlung am Menschen getestet werden kann, doch bietet die Studie eine vielversprechende Perspektive: Die Alterung des Gehirns ist möglicherweise nicht einfach ein unvermeidlicher Teil des Älterwerdens.