Eine neue Studie mit Mäusen legt nahe, dass sorgfältig abgestimmte Ultraschallwellenimpulse die Überlebensraten nach einer Schlaganfallart, die als hämorrhagischer Schlaganfall bezeichnet wird, dramatisch verbessern könnten. Dieser Ansatz, der die natürlichen Reinigungsmechanismen des Gehirns verbessert, könnte in Zukunft auch für die Behandlung der Alzheimer-Krankheit vielversprechend sein.
Hämorrhagische Schlaganfälle treten auf, wenn ein Blutgefäß im Gehirn platzt, wodurch der Sauerstofffluss unterbrochen und Gehirnzellen geschädigt werden. Diese Schlaganfälle machen etwa 15 % aller Schlaganfälle aus und führen häufig zu eingeschränkten Bewegungen und kognitiven Beeinträchtigungen. Bei der derzeitigen Behandlung wird das geplatzte Blutgefäß typischerweise mit einer kleinen Metallklammer verschlossen und anschließend abgestorbene rote Blutkörperchen aus dem Gehirn entfernt. Dieser Prozess ist oft invasiv und birgt Risiken wie weitere Hirnschäden und Infektionen.
Dr. Raag Airan von der Stanford University fragte sich, ob Ultraschall eine weniger invasive Lösung bieten könnte. Während er mit ultraschallaktivierten Medikamenten im Gehirn von Mäusen experimentierte, ließ er das Gerät versehentlich länger als vorgesehen eingeschaltet. Was er beobachtete, war überraschend: Anstatt lokal zu bleiben, schien sich das Medikament über die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit im gesamten Gehirn auszubreiten – genau der Flüssigkeit, die für die Beseitigung von Abfallstoffen aus dem Gehirn verantwortlich ist.
Diese zufällige Entdeckung löste eine Idee aus: Könnte Ultraschall genutzt werden, um aktiv Trümmer aus dem Gehirn zu entfernen?
Um diese Theorie zu testen, löste Airans Team bei Mäusen hämorrhagische, schlaganfallähnliche Zustände aus, indem es ihnen ihr eigenes Blut ins Gehirn injizierte. Die Hälfte der Mäuse erhielt drei Tage lang täglich 10-minütige Ultraschallimpulse; die andere Hälfte diente als Kontrollgruppe. Drei Tage später testeten die Forscher beide Gruppen mit einem Verhaltenstest, der motorische Funktionen und kognitive Fähigkeiten bewertete.
Mit Ultraschall behandelte Mäuse zeigten im Vergleich zur unbehandelten Gruppe eine deutlich verbesserte Leistung. Sie drehten sich innerhalb eines Tanks gleichmäßiger in alle Richtungen und zeigten eine stärkere Griffkraft – klare Anzeichen für eine geringere Hirnschädigung. Diese Ergebnisse wurden bestätigt, als Wissenschaftler Schnitte ihrer Gehirne nach der Euthanasie untersuchten und dabei weniger Gewebeschäden bei den mit Ultraschall behandelten Mäusen aufdeckten.
Wichtig ist auch, dass sich die Überlebensraten dramatisch unterschieden: Eine Woche nach der ersten Blutinjektion war die Hälfte der unbehandelten Mäuse gestorben, während nur ein Fünftel der mit Ultraschall behandelten Mäuse einem schlaganfallähnlichen Zustand erlegen war. Dank nur drei kurzer Ultraschallsitzungen führte dies zu einer Steigerung der Überlebensrate um 30 %.
Weitere Untersuchungen ergaben, dass Ultraschallimpulse druckempfindliche Proteine auf Mikroglia – den im Gehirn ansässigen Immunzellen – aktivierten. Diese Aktivierung reduzierte Entzündungen und steigerte die Fähigkeit der Mikroglia, tote rote Blutkörperchen zu verschlingen und zu beseitigen. Darüber hinaus verstärkte der Ultraschall den Fluss der Liquor cerebrospinalis durch das Gehirn und trug damit zusätzlich dazu bei, Zelltrümmer in die Lymphknoten im Nacken zu transportieren, wo der Abfall verarbeitet wird.
Die Implikationen dieser Forschung gehen über den hämorrhagischen Schlaganfall hinaus. Dr. Airan glaubt, dass, wenn Ultraschall relativ große tote rote Blutkörperchen effektiv aus dem Gehirn entfernen kann, möglicherweise auch kleinere toxische Proteine entfernt werden könnten, die an neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson beteiligt sind. Dr. Kathleen Caron von der University of North Carolina in Chapel Hill teilt diesen Optimismus.
Während Versuche am Menschen noch im Gange sind, deuten erste Ergebnisse darauf hin, dass die Ultraschallexposition sicher ist und Bedenken hinsichtlich unerwarteter Nebenwirkungen minimiert werden. Das Team plant, im nächsten Jahr eine Studie mit Menschen zu beginnen, bei denen Alzheimer diagnostiziert wurde, da im Vergleich zu Opfern eines hämorrhagischen Schlaganfalls eine sofortige Behandlung weniger dringend erforderlich ist.
Bei Erfolg könnte dieser nicht-invasive Ansatz die Behandlung von Schlaganfällen revolutionieren und möglicherweise die Landschaft neurodegenerativer Erkrankungen neu gestalten.
