#Protein stärkt Gedächtnis alter Affen

Bisher ist erst in Teilen geklärt, warum unser Gedächtnis im Alter nachlässt und ob sich das möglicherweise aufhalten lässt. Jetzt zeigt eine Studie mit alternden Rhesusaffen, dass ein spezielles Protein ihre geistigen Leistungen offenbar verbessern kann. Schon eine einmalige Gabe dieses „Klotho“-Proteins verbesserte das Gedächtnis der Affen rund zwei Wochen lang, wie die Wissenschaftler berichten. Dies bestätigt ähnliche Ergebnisse von Tests mit Mäusen und legt nahe, dass dieses körpereigene, im Alter aber weniger werdende Protein eine Rolle für das Gedächtnis von Primaten spielt. Nach Ansicht des Forschungsteams könnten das Klotho-Protein damit Ansätze für eine Therapie gegen den geistigen Abbau und Gedächtnisverlust auch beim Menschen bieten.

Es ist eine typische Alterserscheinung: Mit den Jahren nimmt die Leistungsfähigkeit und Plastizität unseres Gehirns ab. Auch ohne neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson führt dies zu einem schleichenden Abbau der geistigen Leistungen und Schwierigkeiten mit dem Gedächtnis. Zwar kann man diesem Abbau durch Hirntraining, eine gesunde Lebensweise und ein reges soziales Leben entgegenwirken. Ganz verhindern lässt er sich aber nicht. Die Komplexität sowohl der Alterungsprozesse wie unseres Denkorgans erschweren es Wissenschaftlern, wirksame und konkrete Ansatzstellen für effektive pharmakologische Gegenmaßnahmen oder Therapien zu finden.

Klotho-Protein wirkt auf Stoffwechsel und Gehirn

In den letzten Jahren haben Studie jedoch Hinweise darauf gefunden, dass ein bestimmtes körpereigenes Protein eine wichtige Rolle für Alterung und Fitness des Gehirns spielen könnte. Dieses Klotho-Protein zirkuliert als Hormon im Blut und beeinflusst unter anderem den Insulinhaushalt, die Signalketten für bestimmte Wachstumsfaktoren sowie verschiedene Rezeptorfunktionen. Typischerweise ist der Spiegel dieses Proteins bei Neugeborenen und Kindern hoch und nimmt dann im Laufe des Lebens kontinuierlich ab. Obwohl dieses Hormon die Blut-Hirn-Schranke nicht passieren kann, scheint es auch das Gehirn und die geistigen Leistungen zu beeinflussen: „Studien zeigen, dass Menschen mit aus genetischen oder anderen Gründen erhöhten Klotho-Werten im Alter bessere geistige Leistungen, verzögerte neuropathologische Symptome und ein geringeres Risiko für Altersdemenz und Alzheimer haben“, berichten Stacy Castner von der Yale University in New Haven und ihre Kollegen. Verabreicht man älteren Mäuse zusätzliches Klotho, zeigen sie zudem eine verbesserte synaptische Plastizität, bessere geistige Leistungen und eine größere Resilienz gegenüber Demenzerkrankungen.

Um herauszufinden, ob diese Wirkung von Klotho auch auf Primaten übertragbar ist, haben nun Castner und ihr Team dies an Rhesusaffen untersucht. „Rhesusaffen stimmen phylogenetisch zu 93 Prozent mit uns Menschen überein, haben eine ähnliche genetische Diversität und demonstrieren höhere kognitive Funktionen“, erklärt das Team. „Wie der Mensch erleben Rhesusaffen mit dem Älterwerden geistigen Abbau und synaptische Veränderungen in verschiedenen Hirnregionen, darunter dem Hippocampus und dem präfrontalen Kortex.“ Welchen Effekt es hat, wenn man bei älteren Affen den Klotho-Spiegel im Blut auf einen für Kleinkinder typischen Wert erhöht, haben Castern und ihre Kollegen nun erstmals getestet. Dafür verabreichten sie 18 im Schnitt rund 21 Jahre alten Rhesusaffen – dies entspricht einem Menschenalter von rund 65 Jahren – eine einmalige, unter die Haut gespritzte Dosis von zehn Mikrogramm Protein pro Kilogramm Körpergewicht. Vorher und in regelmäßigen Abständen danach ließen sie die Rhesusaffen Gedächtnistests absolvieren. Dabei mussten sich die Affen merken, in welchem von bis zu neun gleich aussehenden Behältern ein Futterstück platziert worden war. Diese Tests wurden in verschiedenen Schwierigkeitsstufen durchgeführt.

Anhaltende Wirkung schon nach einmaliger Gabe

Es zeigte sich, dass die Gabe des Klotho-Proteins schon vier Stunden nach der Spritze Wirkung zeigte: Die Affen schnitten in den Gedächtnistests signifikant besser ab als vor der Behandlung. Bei Kontrolltieren, die nur eine Kochsalzlösung erhalten hatte, war dies hingegen nicht der Fall. Die positive Wirkung auf die Gedächtnisleistungen der Rhesusaffen hielt zudem mindestens zwei Wochen lang an. Besonders deutlich zeigte sich dies bei den Aufgaben, die das Gehirn der alternden Tiere stärker forderten. „Zusammen belegen unsere Daten damit, dass die Gabe von Klotho die geistigen Leistungen alternder Rhesusaffen verbessern kann“, schreiben Castern und ihre Kollegen. Diese Wirkung halte weit über die Halbwertszeit des Proteins im Blut an. Dies könnte darauf hindeuten, dass dieses Protein länger wirksame Veränderungen im Hirnstoffwechsel und anderen für die kognitiven Leistungen wichtigen Funktionen verursacht. Ergänzende Tests mit einer höheren Dosis Klotho von 20 und 30 Mikrogramm pro Kilogramm Körpergewicht ergaben allerdings, dass dieser Effekt nicht beliebig steigerbar ist: Die höheren Dosierungen brachten keine Verbesserungen gegenüber der niedrigeren.

Nach Ansicht von Castern und ihrem Team legen diese Ergebnisse nahe, dass auch Menschen von einer Behandlung mit dem Klotho-Protein profitieren könnten. Dabei scheint es besonders vielversprechend zu sein, wenn man den für die Kindheit natürlichen Spiegel dieses Hormons im Blut wiederherstellt. „Eine systemische niedrigdosierte Klotho-Behandlung könnte sich bei alternden Menschen als therapeutisch wirksam erweisen“, so die Forschenden. Bevor dies allerdings geschieht, müssen erst noch weitere Fragen geklärt werden, betonen sie. So ist bisher ungeklärt, über welche „Boten“ das Klotho-Protein die Hirnfunktionen beeinflusst, denn selbst dringt es ja nicht bis ins Gehirn vor. Außerdem sollte untersucht werden, ob möglicherweise auch noch niedrigere Konzentrationen dieses Proteins wirken und wie lange die Wirkung maximal anhält.

Quelle: Stacy Castner (Yale School of Medicine, New Haven) et al., Nature Aging, doi: 10.1038/s43587-023-00441-x

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar