Es wurde ein möglicher Zusammenhang zwischen Umweltverschmutzung und dem Risiko, an einer Form von Demenz zu erkranken, festgestellt.

Forscher der Johns Hopkins Medicine haben eine Studie geleitet, die einen möglichen molekularen Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und einem erhöhten Risiko für die Entwicklung einer Lewy-Body-Demenz aufzeigt.

Die Ergebnisse ergänzen eine wachsende Zahl von Beweisen, die darauf hinweisen, dass Umweltfaktoren schädliche Veränderungen der Gehirnproteine ​​auslösen und so zu Neurodegeneration führen können.

Lewy-Body-Erkrankungen sind eine Gruppe neurodegenerativer Erkrankungen, die durch eine abnorme Ansammlung des Proteins Alpha-Synuclein im Gehirn gekennzeichnet sind. Diese als Lewy-Körperchen bezeichneten Aggregate sind ein Kennzeichen von Krankheiten wie Parkinson und Lewy-Body-Demenz.

Die in Science veröffentlichte Studie baut auf einem Jahrzehnt der Forschung auf, die die Belastung mit Feinstaub (PM2,5) – aus industriellen Aktivitäten, Verbrennungsanlagen in Wohngebäuden, Waldbränden und Fahrzeugabgasen – mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung dieser Krankheiten in Verbindung bringt, sagte der leitende Forscher Xiaobo Mao, Professor für Neurologie an der Johns Hopkins University und Mitglied des Johns Hopkins Institute for Cell Engineering.

In dieser neuen Studie stellte Maos Team fest, dass die Exposition von Mäusen gegenüber PM2,5 die Bildung abnormaler Alpha-Synuclein-Aggregate induzierte . Diese toxischen Klumpen wiesen strukturelle und pathologische Merkmale auf, die mit denen im Gehirn von Patienten mit Lewy-Body-Demenz vergleichbar sind.

„Wir haben einen neuen Stamm von Lewy-Körpern identifiziert, die nach Luftverschmutzung entstehen“, sagt Mao. „Durch die Bestimmung dieses Stammes hoffen wir, ein spezifisches Ziel für zukünftige Medikamente zu etablieren, die das Fortschreiten neurodegenerativer Erkrankungen, die durch Lewy-Körper gekennzeichnet sind, verlangsamen.“

Die Forschung begann mit einer Analyse von Krankenhausdaten von 56,5 Millionen US-Patienten, die zwischen 2000 und 2014 mit neurodegenerativen Erkrankungen eingeliefert wurden.

Das Team konzentrierte sich auf Erstkrankenhäuser mit Lewy-Body-bedingten Erkrankungen und schätzte anhand der Postleitzahlen ihre langfristige Belastung mit PM2,5. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass jeder Anstieg des Interquartilbereichs der PM2,5-Konzentrationen in diesen Gebieten mit einem um 17 Prozent erhöhten Risiko für Parkinson-Demenz und einem um 12 Prozent erhöhten Risiko für Lewy-Body-Demenz verbunden war.

„Der von uns festgestellte statistische Zusammenhang ist sogar noch stärker als der in früheren Studien beobachtete, in denen alle Alzheimer-bedingten Demenzerkrankungen zusammengefasst wurden. Dies hebt die Bildung von Lewy-Körpern als einen potenziell wichtigen Weg hervor, der weiterer biologischer Untersuchungen würdig ist“, sagte Xiao Wu, Co-Leitautor und Professor für Biostatistik an der Mailman School of Public Health der Columbia University.

„Wir hoffen, andere Forscher dazu zu ermutigen, epidemiologische und molekulare Studien durchzuführen, die sich auf Subtypen der Lewy-Body-Demenz konzentrieren“, fügt Wu hinzu.

Um die biologische Grundlage für diesen Zusammenhang zwischen PM2,5 und Lewy-Body-Demenz zu erforschen, setzten die Forscher sowohl normale Mäuse als auch genetisch veränderte Mäuse ohne das Alpha-Synuclein-Protein zehn Monate lang jeden zweiten Tag der PM2,5-Verschmutzung aus.

„Bei normalen Mäusen beobachteten wir Hirnatrophie, Zelltod und kognitiven Abbau – Symptome, die denen der Lewy-Body-Demenz ähneln“, erklärt Ted Dawson, Direktor des Cell Engineering Institute an der Johns Hopkins University. „Bei Mäusen ohne Alpha-Synuclein zeigte das Gehirn jedoch keine signifikanten Veränderungen.“

Die Forscher untersuchten außerdem Mäuse mit einer menschlichen Genmutation (hA53T), die mit früh einsetzender Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht wird . Nach fünf Monaten Exposition gegenüber PM2,5 entwickelten diese Mäuse weit verbreitete Ansammlungen von Alpha-Synuclein und zeigten kognitive Beeinträchtigungen.

Das Team wollte außerdem feststellen, ob die Auswirkungen der Luftverschmutzung je nach geografischer Region unterschiedlich sind. Sie fanden heraus, dass Mäuse, die PM2,5-Proben aus China, Europa und den USA ausgesetzt waren, ähnliche Veränderungen im Gehirn aufwiesen und Ansammlungen von Alpha-Synuclein entwickelten.

Die Auswirkungen der Luftverschmutzung waren in Proben aus verschiedenen Regionen ähnlich, und die bei Mäusen beobachteten Gehirnveränderungen stimmten mit denen bei menschlichen Patienten überein. Die Studie weist auf einen molekularen Zusammenhang zwischen PM2,5-Belastung und Lewy-Body-Demenz hin und schlägt vor, die schädlichsten Komponenten zu identifizieren, um Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit zu steuern.