Zu einer Aneuploidie kommt es, wenn die Chromosomen bei der Zellteilung nicht korrekt auf die beiden Tochterzellen aufgeteilt werden. Meist führt eine solche Anomalie zu einer Fehlgeburt; unter den Lebendgeburten kommt sie in einem von 160 Fällen vor. Zellen mit zusätzlichen Geschlechtschromosomen sind lebensfähig, während zusätzliche Autosomen in der Regel zu schwersten Behinderungen führen, falls der Betroffene überhaupt überlebt.
Manchmal ist die Chromosomenzahl nur in bestimmten Zellen eines Menschen verändert; man spricht dann von einem Mosaik. Bei solchen Personen ist ein entsprechendes Syndrom sehr viel schwächer ausgeprägt, als wenn sämtliche Zellen im Körper betroffen wären. Eine abweichende Chromosomenzahl findet man bei vielen Arten von Krebszellen. Aber auch Nervenzellen des Gehirns von Erwachse¬nen weisen häufig eine mosaikartige Form der Aneuploidie auf; etwa vier Prozent der Neuronen sollen betroffen sein. Entsprechende Nervenzellen durchlaufen aber offenbar die normalen Zellzyklen und bleiben unauffällig.
Prof. Arendt möchte analysieren, ob eine solche mosaikhafte Aneuploidie den Krankheitsverlauf der Alzheimer-Erkrankung erklären könnte. Anlass dazu sind Fälle von Alzheimer-Patienten, bei denen Teile des Chromosoms 21 in veränderter Anzahl vorhanden waren; so beobachtete man fehlende Chromosomenabschnitte, aber auch Verdoppelungen des Bereichs, in dem sich das Gen für das mit der Krankheit assoziierte Amyloid Precursor Protein befindet. Deshalb soll geklärt werden, wie verbreitet die Aneuploidie im Chromosomensatz der Nervenzellen des Gehirns von Gesunden und Alzheimer-Patienten ist. Die bisher vorliegenden Ergebnisse auf diesem Gebiet sind unzureichend, weil mit isolierten Zellkernen experimentiert wurde, was die Zuordnung zu Zelltypen und Hirnregionen erschwert. Um eindeutige Aussagen machen zu können, hat Prof. Arendt nun eine Strategie entwickelt, die diese technischen Probleme überwindet. Dazu kombiniert er ein zytometrisches Verfahren (slide based cytometry), mit dem zunächst schwerpunktmäßig erfasst wird, wo sich die Zentren der Aneuploidie befinden, mit zwei Färbe- und Hybridisierungstechniken (CISH und SML-FISH), mit deren Hilfe man dann Aussagen darüber machen kann, welche Chromosomen und Zellen im Einzelnen betroffen sind und wo sich letztere im Gewebe befinden.
Mit dieser Technik soll bestimmt werden, wie groß das Ausmaß an Aneuploidie bei einer Nervenzelle sein darf, damit sie noch im Gehirn eines erwachsenen Menschen toleriert wird. Außerdem wird untersucht, wie sich Mensch und Maus in der Verbreitung und regionalen Verteilung der neuronalen Aneuploidie unterscheiden. Außerdem wird analysiert, ob sämtliche Chromosomen im Gehirn eines gesunden erwachsenen Menschen gleichermaßen von der Aneuploidie betroffen sind oder bestimmte Chromosomen davon besonders oft betroffen sind. Die gleiche Frage soll, unter besonderer Berücksichtigung von Chromosom 21, auch für Alzheimer-Patienten beantwortet werden.