Chemobrain: Der Einfluss der Chemotherapie auf die Kognition

Die Kognition kann durch eine Chemotherapie beeinflusst werden. Die Forschung zeigt warum.

Wenn wir das Wort Chemotherapie hören , denken wir automatisch an Krebspatienten und deren zerstörerische Wirkung auf sie, obwohl dies eine Heilung sein soll. Chemotherapie bedeutet eigentlich die Verwendung von Medikamenten zur Behandlung von Krankheiten, nicht nur von Krebs. Aber es wurde in der Volkssprache ausschließlich mit Krebs in Verbindung gebracht.

Es ist bekannt, dass eine verfügbare Chemotherapie zur Behandlung verschiedener Krebsarten Nebenwirkungen hat, die die Lebensqualität des Patienten beeinträchtigen – Müdigkeit, Haarausfall, Erbrechen, Infektionen, Anämie sowie Änderungen in Stimmung und Gewicht. Mehr als die Hälfte der Chemotherapiepatienten entwickelt auch eine Art kognitiver Beeinträchtigung.

Was macht eine Chemotherapie mit dem Gehirn?

Die mit einer Chemotherapie verbundene kognitive Beeinträchtigung wird allgemein als Chemobrain bezeichnet . Die Patienten berichten von vermehrtem Gedächtnisverlust, der Konzentrationsstörung oder dem Erinnern an Details und an häufig auftretenden Dingen oder der Suche nach langwierigen, nicht allzu schwierigen Aufgaben.

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Viele Medikamente werden als Chemotherapie verwendet, und die Verwendung eines bestimmten Medikaments hat mit der Art des Krebses, seinem Stadium, der Krankengeschichte des Patienten und anderen Faktoren zu tun, die bestimmen können, welches Medikament das beste Ergebnis und die am wenigsten schädigende Seite hat Auswirkungen.

Cisplatinkristalle

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Quelle: Larry Ostby, Foto des National Cancer Instiute, einer Agentur der National Institutes of Health.

Unter einigen der am häufigsten verwendeten Chemotherapeutika finden wir Carmustin und Cisplatin. Diese Medikamente zielen auf DNA ab und verhindern, dass sich die Zellen teilen. Dieser Effekt ist jedoch nicht spezifisch für Krebszellen und kann sich auch auf andere Zellen im Körper auswirken, die sich schnell teilen, wie zum Beispiel diejenigen, die unser Blut bilden. Lungen-, Brust-, Eierstock- und andere Krebsarten werden mit dieser Art von Chemotherapie behandelt, die zur Gruppe der chemotherapeutischen Arzneimittel gehört, die als Alkylierungsmittel bezeichnet werden.

Cytarabin ist ein Antimetabolit, ein weiteres Chemotherapeutikum, das erfolgreich zur Zerstörung von Krebszellen bei Leukämie-Patienten und unter anderem auch im Zusammenhang mit Brust- und Lungenkrebs eingesetzt wurde.

Für Chemobrain sind jedoch auch Carmustin, Cisplatin und Cytarabin verantwortlich.

Im Jahr 2006 zeigte eine Gruppe von Forschern aus Rochester, New York, dass Oligodendrozyten, ein Gliazelltyp, der im zentralen Nervensystem von Säugetieren gefunden wird, besonders empfindlich gegenüber Chemotherapie sowie deren Vorläuferzellen sind. Sie sahen, dass diese Medikamente bei Mäusen eine verminderte Teilung der Oligodendrozyten verursachten und ihren Tod im Gyrus dentatus und im Hippocampus erhöhten, zwei Hirnregionen, die mit Lernen und Gedächtnis zusammenhängen.

Forscher der Stanford University und der New York University (NYU) fanden heraus, dass Methotrexat, ein weiteres häufig verwendetes Chemotherapeutikum, auch Auswirkungen auf die Oligodendrozyten-Vorläuferzellen hat. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse vor wenigen Tagen (am 10. Januar), als sie das post mortem Gewebe von Kindern und Erwachsenen untersuchten, die sich einer Chemotherapie mit Methotrexat unterzogen hatten und die gleiche Wirkung auf Oligodendrozyten-Vorläuferzellen sahen, die bereits 2006 beschrieben wurde.

Die kognitiven Defekte, die mit der Verwendung aller oben genannten Chemotherapeutika verbunden waren, waren langfristig, auch nachdem die Chemotherapie nicht mehr angewendet wurde.

Warum sind Oligodendrozyten wichtig für die Wahrnehmung?

Oligodendrozyten sorgen für die Bereitstellung der Myelinhülle, die die Axone von Neuronen umhüllt. Myelin sorgt für eine korrekte Übertragung des elektrischen Signals entlang des Axons, um das nächste Neuron zu erreichen.

Oligodendrozyten umgeben das neuronale Axon mit Myelin, um eine schnelle und effiziente Übertragung des Nervensignals zu fördern.

Quelle: OpenStax unter CC 4.0

Defekte in der edlen Aufgabe von Oligodendrozyten bei der Herstellung und Koordinierung der richtigen Myelinisierung von Neuronen verursachen wichtige Defizite beim Lernen, motorischen Fähigkeiten und Kognition. Daher ist es wichtig, die Bevölkerung der Oligodendrozyten während des gesamten Lebens gesund und konstant zu halten. Eine Abnahme der Myelinisierung (Demyelinisierung) oder Veränderungen in der Myelinscheide sind Kennzeichen anderer Erkrankungen wie Multiple Sklerose.

Chemotherapeutika scheinen eine Vorliebe für Oligodendrozyten und ihre Vorläuferzellen zu haben, was zu Defekten bei der Myelinisierung und somit zu Erkennen und Verhalten führt, wodurch der Chemobrain entsteht.

Können wir Chemobrain aufhalten?

Also was können wir tun? Chemotherapie ist derzeit der Weg, um viele verschiedene Krebsarten zu behandeln, zu lindern und zu kontrollieren. Es scheint daher nicht machbar, die Behandlung abzubrechen, um Chemobrain zu vermeiden. Aber die Forschung zu Chemobrain könnte in der Lage sein, Lösungen auf den Tisch zu bringen und hoffentlich eine der schrecklichen Nebenwirkungen der Chemotherapie zu verhindern.

In der jüngsten Forschung wurde festgestellt, dass Mikroglia, ein anderes Mitglied der Gliazellenpopulation, die schädlichen Auswirkungen von Methotrexat auf Oligodendrozytenvorläufer beeinflusst. Die Verringerung der Mikroglia im Gehirn der Maus zeigte eine signifikante Verbesserung gegenüber Chemobrain. Den Mäusen ein spezielles Futter zu geben, das ein Medikament enthielt, das das Überleben der Mikroglia hemmt, war ausreichend, um das Gehirn vor dem kognitiven Verfall zu schützen, den Methotrexat verursacht.

Wir müssen genau verstehen, was im Chemobrain vor sich geht und wie alle verschiedenen Gliazelltypen (Mikroglia, Oligodendrozyten und Astrozyten, die ebenfalls beteiligt sind) miteinander interagieren und die Wahrnehmungsstörungen nach einer Chemotherapie verursachen. Chemobrain ist eine weniger bekannte Nebenwirkung der Chemotherapie, die jedoch den Patienten und den Krebsüberlebenden in erheblichem Maße belasten kann. Forschung wie diese schreitet voran, um die Nebenwirkungen zu verbessern, und was die Lebensqualität von Patienten und Überlebenden verbessern kann, ist von vorrangiger Bedeutung – denn der Umgang mit Krebs ist mehr als ausreichend.

Um mehr über die Chemotherapie und ihre Nebenwirkungen zu erfahren, besuchen Sie das National Cancer Institute.

Verweise

Erin M. Gibson, Surya Nagaraja, Alfonso Ocampo, T. Lydia, Lauren S. Wood, N. Praveen Pallegar, Jacob J. Greene, Anna C. Geraghty, Andrea Goldstein, Lijun Ni, Pamelyn J. Woo, Ben A. Barres, Shane Liddelow, Hannes Vogel, Michelle Monje. Die Methotrexat-Chemotherapie führt zu einer anhaltenden Dysregulation der Triglia, die einer kognitiven Beeinträchtigung durch die Chemotherapie zugrunde liegt. Cell, Band 176, Ausgaben 1–2, 10. Januar 2019

David H. Gutmann, Clearing the Fog um Chemobrain, Cell, Band 176, Ausgaben 1–2, Seiten 2-4, 10. Januar 2019.

Jörg Dietrich, Ruolan Han, Yin Yang, Margot Mayer-Pröschel, Mark Noble-ZNS-Vorläuferzellen und Oligodendrozyten sind Ziele von Chemotherapeutika in vitro und in vivo. Journal of Biology 5:22, 30. November 2006.