Untersuchung der Auswirkungen von Medikamenten auf Alzheimer bei Mäusen

Alzheimer-Krankheit (AD) ist 'ne Erkrankung, die das Gehirn betrifft und zu einem Rückgang von Denk- und Gedächtnisfähigkeiten führt. Das passiert, wenn bestimmte Proteine im Gehirn sich ansammeln und die Gehirnzellen schädigen. Trotz vieler Studien ist es immer noch schwierig, Möglichkeiten zur frühzeitigen Erkennung oder Prävention von Alzheimer zu finden. Die Krankheit entwickelt sich oft langsam, was es noch schwerer macht, damit umzugehen.

Forscher haben mehrere Medikamente untersucht, eines davon ist Cyclosporin A (CsA). Dieses Medikament ist bekannt dafür, das Immunsystem zu unterdrücken und hat sich als vielversprechend erwiesen, um Alzheimer-Fälle bei Transplantationspatienten zu reduzieren. CsA ist aber nicht die perfekte Wahl, da es Nebenwirkungen hervorrufen kann. Wissenschaftler glauben, dass Medikamente, die CsA ähnlich sind, auch die Gehirnzellen schützen könnten, aber mit weniger Nebenwirkungen. In früheren Studien mit Zebrafischen wurden einige Verbindungen, die CsA ähneln, gefunden, die potenzielle Vorteile haben. Dazu gehört Nebivolol, das zur Behandlung von Bluthochdruck eingesetzt wird, und Cabozantinib, das normalerweise in der Krebsbehandlung verwendet wird. Die aktuelle Studie untersucht, ob diese Medikamente in einem Mausmodell von Alzheimer wirksam sind.

#Mäuse zur Untersuchung von Alzheimer

Wissenschaftler verwenden oft spezielle Mausmodelle, um Alzheimer zu studieren. Ein bekanntes Modell ist die 3xTg-AD Maus. Diese Maus hat genetische Veränderungen, die dazu führen, dass sie Merkmale entwickelt, die Alzheimer ähnlich sind, wie Gedächtnisverlust und Verhaltensänderungen. Dieses Modell ermöglicht einen genauen Blick auf die Krankheit in verschiedenen Stadien. Allerdings können Mausmodelle unterschiedliche Verhaltensweisen zeigen, abhängig von verschiedenen Faktoren wie der Umgebung und individuellen Unterschieden bei Mäusen. Verhaltensweisen in diesen Modellen zu erkennen, kann knifflig sein, besonders bei einer komplexen Krankheit wie Alzheimer.

Da Alzheimer auf komplizierte und langsame Weise fortschreitet, gibt es Bedarf an besseren Tests, die Verhaltensweisen über einen längeren Zeitraum detailliert beobachten können. Diese Studie stellt eine neue Methode vor, um das Verhalten von Mäusen zu überwachen, die subtile Veränderungen in ihrem Verhalten erfassen kann. Diese Methode konzentriert sich darauf, die Auswirkungen von chronischer Behandlung mit CsA und den zwei CsA-ähnlichen Medikamenten auf die 3xTg-AD Mäuse zu validieren.

#Ganganalysen bei Mäusen

In der Studie wurden detaillierte Beobachtungen darüber angestellt, wie sich die 3xTg-AD Mäuse bewegen. Die Forscher verwendeten ein spezielles System namens CatWalk XT, das die Bewegungen von Mäusen verfolgt, während sie über einen Glasweg laufen. Mit diesem Setup können verschiedene Aspekte ihres Gangs oder wie sie gehen gemessen werden, indem die Bewegungen ihrer Pfoten analysiert werden.

Die Ergebnisse zeigten, dass die jüngeren Wildtyp-Mäuse (WT) mehr Schritte machten im Vergleich zu den jüngeren 3xTg-AD Mäusen. Mit dem Alter der WT-Mäuse nahmen sie natürlich weniger Schritte, während die 3xTg-AD Mäuse keine signifikanten Veränderungen zeigten. Die Analyse ergab auch, dass jüngere 3xTg-AD Mäuse bereits Schwierigkeiten mit den Mustern des normalen Gehens im Vergleich zu WT-Mäusen hatten.

Zusätzlich deuteten Pfotenmessungen darauf hin, dass es Unterschiede gab, wie die Mäuse ihre Pfoten beim Gehen platzierten. Diese Unterschiede deuteten darauf hin, dass die 3xTg-AD Mäuse frühe Anzeichen von Gangauffälligkeiten hatten, die sich mit dem Alter verschlechtern könnten.

Interessanterweise zeigten ältere 3xTg-AD Mäuse eine Tendenz, mehr Gewicht auf ihre Hinterbeine zu verlagern. Diese Veränderung in der Gewichtsverteilung wurde mit dem Alter festgestellt. Die Ergebnisse deuten auf spezifische Anzeichen hin, die anzeigen könnten, wie Alzheimer die Bewegung beeinträchtigt, während sich die Krankheit entwickelt.

#Verhaltensanalyse in einem 8-Käfig-Setup

Um mehr Einblicke in das Verhalten der 3xTg-AD Mäuse zu bekommen, richteten die Forscher ein einzigartiges 8-Käfig-Bildgebungssystem ein, um die Mäuse über einen langen Zeitraum zu verfolgen. In diesem System wurden Mäuse in einzelnen Käfigen platziert und 22 Stunden lang beobachtet, wobei verschiedene Reize präsentiert wurden, um ihre Reaktionen zu beurteilen.

Verhaltensdaten wurden aus den während dieser Zeit aufgenommenen Videos gesammelt. Wissenschaftler studierten verschiedene Aktionen wie Bewegung, wie sie sich im Käfig niederliessen und wie sie auf neue Reize reagierten. Während viele Verhaltensweisen notiert wurden, zeigten nur wenige signifikante Unterschiede zwischen den 3xTg-AD und WT Mäusen in verschiedenen Altersstufen.

Zum Beispiel zeigten die 3xTg-AD Mäuse während der ersten Stunde in einer neuen Umgebung weniger Bewegung im Vergleich zu WT-Mäusen. Ähnliche Beobachtungen wurden bezüglich ihrer Reaktionen auf nächtliche Reize gemacht. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die 3xTg-AD Mäuse Schwierigkeiten haben könnten, sich an neue Umgebungen anzupassen, und diese Herausforderungen scheinen in jungen Jahren evident zu sein.

#Analyse neuer Verhaltensparameter

Die Forscher verwendeten auch eine andere Methode namens DeepLabCut, die maschinelles Lernen nutzt, um die Körperbewegungen von Mäusen zu analysieren. Dadurch konnten sie ein breiteres Spektrum an Verhaltensweisen identifizieren, als ursprünglich beobachtet wurde.

Durch die Betrachtung der Häufigkeit und Dauer verschiedener Verhaltensweisen fanden die Forscher Unterschiede zwischen WT und 3xTg-AD Mäusen in verschiedenen Altersgruppen. Diese Analyse half, spezifische Verhaltensweisen herauszustellen, die durch Alzheimer betroffen sind.

Um die Daten besser zu verstehen, verwendeten die Forscher eine Technik namens unüberwachte Verhaltensklassifikation. Dieser Prozess half, verschiedene Verhaltensmuster zu identifizieren, die sie als "Silben" bezeichneten. Diese Silben fassen eine Reihe von Verhaltensweisen zusammen, die die Mäuse zeigten und können helfen, Veränderungen über die Zeit zu verfolgen.

#Auswirkungen der Behandlung auf 3xTg-AD Mäuse

Die Forschung untersuchte, wie die chronische Behandlung mit Cyclosporin A, Nebivolol und Cabozantinib junge und alte 3xTg-AD Mäuse beeinflusste. Jedes Medikament wurde in die Ernährung der Mäuse integriert.

Nach einer Behandlungsdauer untersuchten die Forscher die Auswirkungen auf die Gangleistung. Interessanterweise zeigte die Behandlung mit Cyclosporin keine signifikanten Veränderungen in der Anzahl der Schritte oder der Länge der Pfotenabdrücke im Vergleich zu WT-Mäusen. Einige frühe Gangprobleme schienen sich jedoch bei mit Cyclosporin behandelten Mäusen zu verbessern.

Auf der anderen Seite zeigten mit Nebivolol behandelte Mäuse ähnliche frühe Gangauffälligkeiten im Vergleich zu unbehandelten 3xTg-AD Mäusen, aber ihr späteres Gangverhalten zeigte Verbesserungen. Mit Cabozantinib behandelte Mäuse zeigten ebenfalls erhebliche Vorteile, wobei sowohl frühe als auch späte Gangvariationen sich signifikant verbesserten.

#Einblicke in das Mausverhalten und den Krankheitsverlauf

Die Gesamtergebnisse dieser Studie heben hervor, wie wichtig es ist, sowohl Bewegung als auch Verhalten bei 3xTg-AD Mäusen zu untersuchen, um die Auswirkungen von Alzheimer besser zu verstehen. Während der kognitive Rückgang ein grosses Augenmerk ist, zeigen sich oft auch körperliche Veränderungen, besonders in den früheren Phasen der Krankheit.

Die Studie demonstrierte eine Vielzahl von Methoden zur Bewertung, wie Alzheimer Mäuse in verschiedenen Kontexten beeinflusst. Durch die Kombination mehrerer Techniken zur Verhaltensanalyse konnten die Forscher ein besseres Verständnis für die Unterschiede im Verhalten zwischen den Behandlungsgruppen und über die Zeit gewinnen.

Automatisierte Verhaltensanalysen in einem natürlicheren Umfeld ermöglichten es, subtile Verhaltensänderungen zu identifizieren, die in Standardtests möglicherweise nicht erfasst werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass verschiedene Behandlungen potenziell einige der mit Alzheimer verbundenen Verhaltensänderungen mildern könnten.

Zusammenfassend bietet die Studie wichtige Einblicke in die Verhaltensprofile von 3xTg-AD Mäusen und legt nahe, dass bestimmte Medikamentenbehandlungen positive Auswirkungen auf sowohl Gang als auch allgemeines Verhalten haben könnten. Zukünftige Forschungen sollten weiterhin die Behandlungsansätze optimieren und untersuchen, wie diese Ergebnisse in potenzielle Therapien für Alzheimer beim Menschen übersetzt werden können.

#Ethische Überlegungen in der Tierversuchsforschung

Die Studie folgte strengen ethischen Richtlinien für die Behandlung von Tieren. Alle Verfahren wurden von den relevanten Tierschutzkommissionen genehmigt, um sicherzustellen, dass das Wohl der Mäuse während der ganzen Forschung priorisiert wurde.

Die Forscher hielten die Tiere in geeigneten Umgebungen, sorgten für ausreichend Futter und Wasser und überwachten ihre Gesundheit genau. Diese Schritte sind entscheidend, um ethische Standards aufrechtzuerhalten, während Forschungen durchgeführt werden, die zu wichtigen Fortschritten im Verständnis und in der Behandlung von Alzheimer führen könnten.