Mangan und Parkinson: Der Mechanismus kann den Zusammenhang erklären
Neue Forschung, veröffentlicht in der Zeitschrift Wissenschaftliche Signalisierungbeschreibt den Mechanismus, durch den die Exposition gegenüber Mangan eine Proteinfehlfaltung im Gehirn auslösen kann - was wiederum zu Parkinson-ähnlichen Symptomen führen kann. Die Ergebnisse können eine frühere Diagnose des neurologischen Zustands ermöglichen.
Mangan ist ein essentieller Nährstoff, der in „Hülsenfrüchten, Ananas, Bohnen, Nüssen, Tee und Getreide“ enthalten ist.
Mangan unterstützt im menschlichen Körper die Regulierung des Blutzuckers, die Knochenbildung und die Immunität.
Eine übermäßige Exposition gegenüber Mangan kann jedoch Parkinson-ähnliche neurologische Symptome auslösen.
Mangan baut sich im Bereich der Basalganglien des Gehirns auf.
Forscher kennen diese Zusammenhänge zwischen Mangan und Parkinson seit Jahrzehnten, aber neue Forschungsergebnisse helfen dabei, die Mechanismen hinter diesen Assoziationen aufzuklären.
Anumantha Kanthasamy, Linda Lloyd-Stiftungslehrstuhl für Neurotoxikologie an der Iowa State University in Ames, leitete die neue Forschung.
Mangan hilft bei der Übertragung eines fehlerhaften Proteins
Die Parkinson-Krankheit ist durch Klumpen gekennzeichnet, die durch falsch gefaltetes Alpha-Synuclein-Protein gebildet werden. Diese Proteinaggregate sind für Neuronen toxisch.
Kanthasamy und Kollegen untersuchten, wie diese fehlgefalteten Proteine mit Mangan interagieren könnten, um das Fortschreiten von Parkinson auszulösen.
Zu diesem Zweck untersuchten sie Daten von Mäusen und Blutserumproben von acht Schweißern. Als Gruppe haben Schweißer ein höheres Risiko für eine längere Manganexposition. Die Studie untersuchte auch eine Kontrollgruppe von 10 Personen.
Die Analysen ergaben, dass Schweißer, die Mangan ausgesetzt waren, einen höheren Gehalt an fehlgefaltetem Alpha-Synuclein aufwiesen, wodurch sie einem höheren Parkinson-Risiko ausgesetzt waren.
Zusätzliche Zellkulturtests zeigten, dass falsch gefaltetes Alpha-Synuclein durch kleine Vesikel, sogenannte Exosomen, in den extrazellulären Raum sekretiert wurde. Mit anderen Worten, die Vesikel ermöglichten es den Proteinen, von Zelle zu Zelle zu wandern und das fehlgefaltete Protein weiter zu verbreiten.
Die Wissenschaftler isolierten auch Alpha-Synuclein-haltige Exosomen aus Alpha-Synuclein-exprimierenden Zellen, die Mangan ausgesetzt waren, und lieferten sie an einen Gehirnbereich in den Mäusen, der als Corpus Striatum bezeichnet wird. Dies führte bei den Mäusen zu Parkinson-ähnlichen Symptomen.
Mangan schien die „Zell-zu-Zell-Übertragung“ von Alpha-Synuclein zu beschleunigen, was wiederum zu Neurotoxizität führte. Kanthasamy und Kollegen erklären:
"Zusammengenommen weisen diese Ergebnisse darauf hin, dass die Exposition gegenüber [Mangan] die Sekretion von [Alpha-Synuclein] in exosomalen Vesikeln fördert, was anschließend sowohl in Zellkultur- als auch in Tiermodellen proinflammatorische und neurodegenerative Reaktionen hervorruft."
"[W] wir haben einen möglichen Mechanismus identifiziert, der die durch Exosomen vermittelte Übertragung von & agr; -Synuclein von Zelle zu Zelle während der Exposition gegenüber dem Umweltneurotoxikum beinhaltet", schreiben die Autoren.
Befunde können zu einer früheren Erkennung führen
Nach Angaben der National Institutes of Health (NIH) erhalten in den USA jedes Jahr rund 50.000 Menschen eine Parkinson-Diagnose, und derzeit leben 500.000 Menschen mit dieser Krankheit.
Obwohl die Krankheit noch nicht geheilt ist, kann eine frühere Diagnose irreversible Hirnschäden verhindern und dazu beitragen, die klinischen Versuche des Menschen mit neuen Arzneimitteln zu beschleunigen.
Die Ergebnisse, die Kanthasamy und Kollegen gerade veröffentlicht haben, könnten Wissenschaftlern helfen, einen neuen diagnostischen Test für Parkinson zu entwickeln, der die Krankheit viel früher erkennen könnte. Die Ergebnisse können Wissenschaftlern auch dabei helfen, zu testen, wie wirksam neue Parkinson-Medikamente sind.
"Mit fortschreitender Krankheit ist es schwieriger, sie mit Behandlungen zu verlangsamen", sagt Kanthasamy. Er fügt hinzu: „Eine frühere Erkennung, möglicherweise durch Testen auf falsch gefaltetes Alpha-Synuclein, kann zu besseren Ergebnissen für Patienten führen. Ein solcher Test könnte auch darauf hinweisen, ob jemand vor Ausbruch der Krankheit einem Risiko ausgesetzt ist. “
Die Autoren der Studie warnen jedoch auch davor, dass ihre Ergebnisse noch experimentell sind und dass ein solcher diagnostischer Test möglicherweise jahrelang nicht verfügbar ist.
