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Der Zusatz von L-Serin, einer natürlich vorkommenden Aminosäure, die für die Bildung von Proteinen und Nervenzellen notwendig ist, verzögerte in einer Tierstudie die Anzeichen von amyotropher Lateralsklerose (ALS).
Die Forschung stellt auch einen bedeutenden Fortschritt bei der Modellierung von ALS, einer schwächenden neurodegenerativen Krankheit, dar, sagte David A. Davis, Ph.D., David A. Davis, Hauptautor und Assistenzprofessor für Neurologie und stellvertretender Direktor der Brain Endowment Bank an der University of Miami Miller School of Medicine.
Wenn eine Gruppe dieser Tiere 140 Tage lang mit L-Serin zusammen mit BMAA gefüttert wurde, wirkte die Strategie schützend – die Eisvögel zeigten deutlich weniger Anzeichen von Proteineinschlüssen in den Neuronen des Rückenmarks und eine Abnahme der entzündungsfördernden Mikroglia. Die Ergebnisse wurden am 20. Februar im renommierten Journal of Neuropathology & Experimental Neurology veröffentlicht.
„Die große Botschaft ist, dass die ernährungsbedingte Exposition gegenüber diesem Cyanobakterientoxin eine ALS-ähnliche Pathologie auslöst, und wenn man L-Serin in die Ernährung aufnimmt, könnte es das Fortschreiten dieser pathologischen Veränderungen verlangsamen“, sagte Dr. Davis.
„Ich war überrascht, wie sehr das Modell ALS beim Menschen widerspiegelt“, fügte er hinzu. Abgesehen von den Veränderungen im Gehirn, „war es wirklich überraschend, als wir das Rückenmark betrachteten.“ Die Forscher beobachteten ALS-spezifische Veränderungen, wie sie bei Patienten auftreten, einschließlich des Vorhandenseins intrazellulärer Verstopfungen wie TDP-43 und anderer Proteinaggregate.
Walter G. Bradley, M.D., F.R.C.P., Gründer des ALS Clinical and Research Center an der University of Miami Miller School of Medicine, sagte: „ALS ist eine fortschreitende neurologische Erkrankung, die auch als Lou-Gehrig-Krankheit bekannt ist und zu fortschreitender Lähmung der Gliedmaßen und zum Versagen der Atmung führt. Es besteht ein großer ungedeckter Bedarf an wirksamen Therapien für diese Krankheit. Nach klinischen Versuchen mit mehr als 30 potenziellen Medikamenten zur Behandlung von ALS haben wir immer noch nur zwei, die das Fortschreiten der Krankheit verlangsamen.“
ALS kann bei manchen Menschen schnell fortschreiten und innerhalb von sechs Monaten bis zwei Jahren nach der Diagnose zum Tod führen. Aus diesem Grund ist es schwierig, Menschen in klinische Studien einzuschließen, eine Tatsache, die die Entwicklung eines entsprechenden Tiermodells unterstützt, so Dr. Davis.
Außerdem bleibt die Prävention von entscheidender Bedeutung. „Dies ist ein präklinisches Modell, das eigentlich die wichtigste Art von Modell ist, denn wenn die Krankheit erst einmal voll ausgebrochen ist, ist es schwer, ihr Fortschreiten umzukehren oder zu verlangsamen“, sagte er.
Die Forschung baut auf früheren Erkenntnissen von Dr. Davis und Kollegen in einer Studie aus dem Jahr 2016, in der nachgewiesen wurde, dass das Cyanotoxin BMAA Veränderungen im Gehirn verursachen kann, die der Alzheimer-Krankheit beim Menschen ähneln, einschließlich neurofibrillärer Verwicklungen und Amyloid-Ablagerungen.
Auch wenn L-Serin vielversprechend ist, weisen die Forscher darauf hin, dass ihr neues ALS-Tiermodell ein größeres Bild bietet. „Andere Medikamente können ebenfalls getestet werden, was dies für die klinische Bestätigung sehr wertvoll macht“, sagte Davis.
Die Forschung hat auch Auswirkungen auf Florida, da BMAA aus schädlichen Blaualgenblüten stammt, die in den Sommermonaten in Florida immer häufiger vorkommen.
Nach Larry Brand, Ph.D, Professor für Meeresbiologie an der Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science an der University of Miami: „Wir haben festgestellt, dass sich das BMAA aus diesen Blüten in den aquatischen Nahrungsketten Südfloridas und damit in unseren Meeresfrüchten zu hohen Konzentrationen biomagnifiziert hat.“
„Wir sind sehr neugierig darauf, wie sich BMAA auf die Menschen in Südflorida auswirkt“, sagte Dr. Davis. „Das ist unser nächster Schritt.“
Künftige Forschungen könnten versuchen, mehrere Fragen zu beantworten, darunter: Wie verbreitet ist BMAA in lokalen Meeresfrüchten? Wie hoch ist das Risiko einer Exposition durch aerosolisierte Cyanotoxine? Gibt es eine bestimmte Gruppe von Menschen, die durch diese Exposition anfälliger für die Entwicklung von Krankheiten wie Alzheimer und ALS sind?
Die aktuelle Forschung wäre, so Dr. Davis, ohne interdisziplinäre Zusammenarbeit innerhalb und außerhalb der Universität von Miami nicht möglich gewesen. Ein weiterer wesentlicher Faktor ist das „sehr einzigartige Forschungsumfeld“ in der UM-Abteilung für Neurologie. So ermöglicht beispielsweise die Brain Endowment Bank den Forschern der Miller School den Zugang zu anderen Forschern und zu wichtigem Forschungsmaterial.
Die Studie wurde mit Mitteln der Josephine P. and John J. Louis Foundation, des William Stamps Farish Fund und Patrick und Heather Henry sowie des Brain Research Fund unterstützt, der durch eine großzügige Spende von Dr. Rita Eisenberg finanziert wurde.