Vorangegangene Studien konnten bereits zeigen, dass das Klotho-Protein kognitive Funktionen begünstigt. Taugt es jedoch als effektive Therapiemaßnahme?
Aufgrund des medizinischen Fortschritts werden die Menschen immer älter. Die somit steigenden Prävalenzen von Alzheimer und anderen neurodegenerativen Erkrankungen stellen Mediziner vor eine Herausforderung, denn effektive Therapien, die kognitive Beeinträchtigungen rückgängig machen, existieren bis dato nicht.
Wissenschaftler sind im Rahmen ihrer Forschungsarbeiten auf ein Protein gestoßen, das mit einer verbesserten kognitiven Funktion korrelierte – das Klotho-Protein. Hierbei handelt es sich um ein körpereigenes Protein, das im Gehirn sowie in den Nieren produziert wird und als Hormon zirkuliert. Eine Überexpression wird mit einem längeren Leben assoziiert, während für niedrige Konzentrationen dieses Proteins eine geringere Lebenszeit prognostiziert wird. Mit steigendem Alter sinkt die Konzentration des Klotho-Proteins.
Da diese Untersuchungen eher von theoretischer Natur waren, evaluierten sie nicht, ob das Protein auch therapeutische Effekte nach sich ziehen kann. Forscher der University of California bauten diesen Ansatz nun weiter aus und testeten, ob die kognitive Leistung von Mäusen durch das Protein verbessert wird. Im Zuge dessen injizierten sie sowohl jungen als auch alten Mäusen ein Alpha-Klotho-Protein-Fragment (αKL-F), was dem abgesonderten Hormon sehr ähnelt. Eine weitere Mausgruppe wurde genetisch so modifiziert, dass sie über höhere Konzentrationen von Alpha-Synuclein verfügte – ein Protein, das für Alzheimer und Parkinson verantwortlich ist. Auch ihnen wurde das Klotho-Protein verabreicht.
Im Anschluss wurde die Gedächtnisleistung der Mäuse mithilfe der Morris Water Maze- und Y-Maze-Verfahren getestet. Diese Tests umfassten vor allem räumliches Denken. Die Studienergebnisse zeigen, dass das Klotho-Protein die kognitiven Fähigkeiten der Mäuse deutlich verbesserte. Die positiven Effekte einer viertägigen Therapie hielten zum Teil länger als zwei Wochen an. Auch in der Alpha-Synuclein-Gruppe – die Mäuse, denen das Alzheimer- und Parkinson-Protein zugeführt wurde – konnten sowohl motorische als auch kognitive Beeinträchtigungen abgeschwächt werden.
Die Studienautoren haben eine weitere Beobachtung gemacht: Für den Zeitraum, in dem αKL-F die Gedächtnisleistung steigerte, wurden auch die neuronalen Signale durch den NMDA-Rezeptor intensiviert, dies stärkte die Verbindung zum Hippocampus, das Hirnareal für Erinnerung und Lernen.
Studienautorin Dr. Dena Dubal sieht im Klotho-Protein therapeutisches Potenzial: "Unsere Ergebnisse suggerieren, dass das Klotho-Fragment die Gehirnleistung verbessert und eine therapeutische Maßnahme repräsentiert, die das Gehirn belastbarer macht und somit neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson entgegenwirken kann."