Internationale Studie

Forscher weisen Porphyromonas gingivalis im Gehirn von Alzheimer-Patienten nach

In einer aktuellen Studie konnte ein internationales Forscherteam zeigen, dass Porphyromonas gingivalis eine zentrale Rolle bei der Pathogenese der Alzheimer-Erkrankung spielen könnte.

Die Autoren gehen davon aus, dass P.g. die Alzheimer-Erkrankung schon lange vor Einsetzen der Symptome vorantreibt. Adobe Stock_goanovi

Porphyromonas gingivalis (P.g.) gehört zu den virulentesten parodontalpathogenen Bakterien und wird häufig in erhöhten Konzentrationen bei parodontalen Erkrankungen nachgewiesen, kommt aber auch bei etwa einem Viertel gesunder Patienten vor. Von der Mundhöhle gelangen diese Bakterien durch eine Bakteriämie in andere Bereiche des Körpers. Dies kann durch dentale Eingriffe, aber auch durch Zähneputzen oder den Gebrauch von Zahnseide ausgelöst werden.

Die Forscher haben entdeckt, dass Porphyromonas gingivalis (P.g.) – besonders bei immungeschwächten Personen – ins Hirngewebe gelangen, wo sie Proteasen freisetzen, die zum Absterben von Hirnzellen führen. Da die Proteasen bei Verstorbenen schon vor dem Auftreten einer Demenz in Hirnläsionen nachweisbar waren, gehen die Autoren davon aus, dass P.g. die Erkrankung schon lange vor Einsetzen der Symptome vorantreibt.

P.g. produziert Virulenzfaktoren, die wichtig für das Überleben des Bakteriums und dessen Pathogenität sind. Darüber hinaus spielt es eine bedeutende Rolle bei der Wirtskolonisation, der Inaktivierung der wirtseigenen Abwehrkräfte und der Gewebedestruktion.

In in vivo- und in vitro-Versuchen konnte nachgewiesen werden, dass die Proteasen von P.g. (Gingipaine) neurotoxisch wirken und zudem schädliche Auswirkungen auf Tau haben - ein Protein, das für die normale neuronale Funktion benötigt wird. Dazu wurden Mäuse oral mit pg über einen Zeitraum von insgesamt sechs Wochen infiziert. Anschließend konnte neben einer erhöhten P.g.-Konzentration auch eine erhöhte Produktion von beta-Amyloid in den Gehirnen der Mäuse festgestellt werden.

Um die Gingipain-induzierte Neurodegeneration zu blockieren, verabreichten die Wissenschaftler einem Teil der Mäuse nach der dritten Woche kleinmolekulare Gingipain-Inhibitoren. Danach zeigte sich in den Mäusegehirnen eine „reduzierte bakterielle Belastung einer etablierten Porphyromonas gingivalis Gehirninfektion, blockierte Produktion von Aß 1–42, reduzierte Neuroinflammation und gerettete Neuronen im Hippocampus".

Die Forscher schlussfolgern daraus, dass die Verwendung von Gingipain-Inhibitoren zur Prävention und Behandlung einer P.g.-Besiedlung im Gehirn ein wertvoller Schritt in der Behandlung der Alzheimer Erkrankung sein könnte.

Der Schweregrad der Neurodegeneration korrelierte mit der Konzentration der Gingipaine

Die Wissenschaftler analysierten auch humane Proben - sowohl von verstorbenen Patienten mit Morbus Alzheimer-Anamnese sowie von einer Kontrollgruppe ohne neurologische Auffälligkeiten in der Krankengeschichte. Die Forscher konnten in Hirnen von Patienten mit Alzheimer-Anamnese neben den typischen beta-Amyloid-Plaques erhöhte Konzentrationen von Gingipainen und P.g.-DNA nachweisen. Der Schweregrad der Neurodegeneration korrelierte dabei mit der Konzentration der Gingipaine.

Allerdings fand sich P.g. auch in den Hirnen von Verstorbenen ohne diagnostizierte Demenz, wenngleich in geringeren Konzentrationen (Kontrollgruppe). Inwieweit die Anwesenheit von P.g. Alzheimer fördert oder gar auslöst – diese Frage kann mit der Studie selbstredend nicht beantwortet werden. Dennoch sind die Ergebnisse der Untersuchung ein Fingerzeig auf die weitverbreiteten systemischen Einflüsse, die von Erkrankungen der Mundhöhle ausgehen können.

Dominy SS, Lynch C, Ermini F, Benedyk M, Marczyk A, Konradi A, Stephen S, Nguyen M, Haditsch U, Debasish Raha D, Griffin C, Holsinger LJ, Arastu-Kapur S, Kaba S, Lee A, Ryder MI, Potempa B, Mydel P, Hellvard A, Adamowicz K, Hasturk H, Walker GD, Reynolds EC, Faull RLM, Curtis MA, Dragunow M, Potempa J (2019). Porphyromonas gingivalis in Alzheimer’s disease brains: Evidence for disease causation and treatment with small-molecule inhibitors, in: Science advances, 5(1), eaau3333.

 

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