Parkinson-Krankheit: Warum sterben Gehirnzellen?
Forscher haben herausgefunden, dass ein Molekül, von dem bereits bekannt ist, dass es für andere Zellfunktionen wichtig ist, auch als Ziel gegen Lewy-Körper dienen kann, bei denen es sich um toxische Proteinablagerungen handelt, die sich bei der Parkinson-Krankheit im Gehirn ansammeln.
Das Molekül, Cardiolipin genannt, ist eine wesentliche Membrankomponente der Mitochondrien. Dies sind die winzigen Kraftwerke in den Zellen, die ihnen Energie geben und ihren Stoffwechsel vorantreiben.
Lewy-Körper sind ein Kennzeichen der Parkinson-Krankheit. Sie enthalten toxische Cluster von Alpha-Synuclein und anderen Proteinen, die sich nicht richtig gefaltet haben.
In einem jetzt in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel NaturkommunikationForscher der University of Guelph in Kanada beschreiben, wie sie einen „neuartigen Mechanismus“ entdeckten, bei dem Cardiolipin Alpha-Synuclein faltet.
Sie fanden auch heraus, dass Cardiolipin Alpha-Synuclein aus den toxischen Clustern „herausziehen“ und neu falten kann, wodurch das Fortschreiten der Toxizität des Proteins „effektiv gepuffert“ oder verzögert wird.
"Die Identifizierung der entscheidenden Rolle, die Cardiolipin spielt", bemerkt der leitende Studienautor Scott D. Ryan, Professor am Institut für Molekular- und Zellbiologie der Universität, "bei der Aufrechterhaltung der Funktionsfähigkeit von [Alpha-Synuclein] bedeutet Cardiolipin möglicherweise ein neues Entwicklungsziel." von Therapien gegen die Parkinson-Krankheit. "
Der Alpha-Synuclein-Mechanismus ist unklar
Die Parkinson-Krankheit ist eine Störung, die das Gehirn verschwendet und sich mit der Zeit verschlimmert. Zu den häufigsten Symptomen der Erkrankung gehören Zittern, Muskelsteifheit, Gleichgewichts- und Koordinationsstörungen sowie Langsamkeit der Bewegung.
Es hat auch Symptome, die nicht mit Bewegung zusammenhängen, einschließlich - aber nicht beschränkt auf - Angstzustände, Depressionen, Schlafstörungen, Verstopfung und Müdigkeit.
Weltweit leben mehr als 10 Millionen Menschen mit Parkinson, davon rund 1 Million in den USA und 100.000 in Kanada.
Die Krankheit tritt meist nach dem 50. Lebensjahr auf, obwohl sie in 10 Prozent der Fälle früher auftreten kann.
Der Hauptunterschied zwischen der Parkinson-Krankheit und anderen Bewegungsstörungen besteht darin, dass erstere durch den Tod von Dopamin-produzierenden Zellen in der Substantia Nigra-Region des Gehirns verursacht werden.
Dopamin ist ein Botenmolekül oder Neurotransmitter, der hilft, die Bewegung zu steuern. Viele Behandlungen für Parkinson zielen darauf ab, den Dopaminspiegel im Gehirn zu erhöhen.
Obwohl falsch gefaltetes Alpha-Synuclein ein Merkmal von Lewy-Körpern ist - dessen Vorhandensein dem Tod von Dopaminzellen bei der Parkinson-Krankheit vorausgeht - ist der spezifische Mechanismus etwas unklar.
Was wir jedoch wissen, ist, dass Alpha-Synuclein in seiner normalen Form für ein gesundes Funktionieren in Zellen wichtig zu sein scheint.
Beispielsweise gibt es Hinweise darauf, dass Alpha-Synuclein für die Speicherung und das Recycling von Neurotransmittern wichtig ist und möglicherweise auch eine Rolle bei der Kontrolle von Enzymen spielt, die den Dopaminspiegel erhöhen.
Die Wirkung von Cardiolipin in Gehirnzellen ist verringert
Um herauszufinden, wie Gehirnzellen mit falsch gefaltetem Alpha-Synuclein umgehen, führten Prof. Ryan und seine Kollegen Experimente mit menschlichen Stammzellen durch.
"Wir dachten", sagt Prof. Ryan, "wenn wir besser verstehen können, wie Zellen normalerweise Alpha-Synuclein falten, können wir diesen Prozess möglicherweise nutzen, um diese Aggregate aufzulösen und die Ausbreitung der Krankheit zu verlangsamen."
Die Forscher verglichen normale Stammzellen mit denen von Parkinson-Patienten, die eine mutierte Version des Alpha-Synuclein-Gens trugen.
Durch diese Experimente entdeckte das Team, dass Alpha-Synuclein an Mitochondrien in Gehirnzellen bindet und dass das Cardiolipin in den Mitochondrien das Protein in ungiftige Formen umfaltet, wodurch der Prozess der Alpha-Synuclein-Toxizität verzögert wird.
Die Wissenschaftler fanden auch heraus, dass die „Pufferkapazität“ in Zellen mit mutierten Formen von Alpha-Synuclein, die zur familiären Parkinson-Krankheit führen, verringert ist.
Daher schlagen die Forscher vor, dass die Fähigkeit von Cardiolipin, das Fortschreiten der Alpha-Synuclein-Toxizität zu verlangsamen oder zu stoppen, letztendlich überfordert ist und bei Menschen mit Parkinson-Krankheit zum Tod von Zellen führt.
Sie glauben, dass ihre Ergebnisse zu einem neuen Medikament führen könnten, das das Fortschreiten der Krankheit verlangsamt, indem es auf die Rolle von Cardiolipin bei der Faltung von Alpha-Synuclein abzielt.
"Die Hoffnung ist", sagt Prof. Ryan, "dass wir in der Lage sein werden, Bewegungsdefizite in einem Tiermodell zu beheben." Dies ist ein großer Schritt zur Behandlung der Ursache dieser Krankheit. "
"Basierend auf diesem Befund haben wir jetzt ein besseres Verständnis dafür, warum Nervenzellen bei der Parkinson-Krankheit sterben und wie wir möglicherweise eingreifen können."
Prof. Scott D. Ryan
