Parkinson-Forschung

Parkinson-Proteine wandern im Gehirn

22.08.2013 – Bei Menschen mit Parkinson sammeln sich schädliche Proteine in Nervenzellen des Gehirns an. Je weiter die Erkrankung fortschreitet, desto mehr breiten sich diese Proteine in bestimmte Bereiche des Gehirns aus. Wissenschaftler konnten jetzt eine neue Methode entwickeln, mit der aufgezeigt werden kann, wie sich die Proteine im Gehirn ausbreiten. Die Forschungsergebnisse geben Einblick in das Anfangsstadium der Parkinson-Erkrankung.

Aus der Parkinson-Forschung – Parkinson-Proteine wandern im Gehirn
Wissenschaftler entwickeln eine neue Methode mit der aufgezeigt werden kann, wie sich Proteine im Gehirn ausbreiten. Bildquelle: © iStockphoto

Bei Parkinson-Betroffenen kommt es in den Nervenzellen des Gehirns zu Protein-Ansammlungen, die sich dort auch ablagern. Diese Protein-Ansammlungen werden "Lewy-Körperchen" genannt – benannt nach  dem deutschen Neuroglen Friedrich H. Lewy (1885–1950), der die Körperchen erstmals beschrieb. Diese Lewy-Körperchen entstehen, wenn das für die Ablagerung entscheidende Protein Alpha-Synuclein verklumpt.

Mit der Entdeckung der Lewy-Körperchen konnte man schlussendlich nachweisen, dass sich im Laufe der Erkrankung das Alpha-Synuclein im Gehirn von Patienten mit Parkinson ansammelt. Untersuchungen von menschlichen Gehirnen zeigen, dass diese Ablagerungen in der Regel zunächst im Hirnstamm entstehen. In späteren Krankheitsstadien werden die Protein-Ansammlungen jedoch auch in anderen Regionen des Gehirns beobachtet.

Warum sich die Proteine ausbreiten, ist bislang noch unklar. Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) in Bonn haben nun eine neue Methode entwickelt, die das typische Muster dieser Ausbreitung erstmals nachbildet und so wichtige Einblicke in die Mechanismen der Erkrankung ermöglicht.

"Diese Ausbreitung scheint einem typischen Muster zu folgen, das auf anatomischen Verbindungen zwischen den Hirnregionen beruht", so der Neurowissenschaftler Prof. Donato Di Monte vom DZNE. "So kam die Hypothese auf, dass das Protein Alpha-Synuclein, oder anomale Formen davon, zwischen miteinander verbundenen Nervenzellen übertragen werden kann und dass es auf diese Weise innerhalb des Gehirns wandert. Doch bislang gab es keine Möglichkeit, diese Ausbreitung […] im Labor nachzubilden. Unklar ist auch, was die Übertragung des Proteins […] zwischen den Neuronen auslösen könnte."

Auf Basis dieser Hypothesen entwickelten Wissenschaftler ein experimentelles Modell, das die Untersuchung dieser grundlegenden Fragen ermöglicht. Hierzu induzierten die Forscher im Hirnstamm von Ratten menschliches Alpha-Synuclein und verfolgten die Ausbreitung des Proteins in höher gelegene Hirnbereiche über einen Zeitraum von viereinhalb Monaten. Zunächst wurde das fremde Protein nur in Zellen des Hirnstamms nachgewiesen. Nach zwei Monaten jedoch fanden die Forscher das menschliche Protein auch in entfernteren Hirnregionen – das Protein wanderte also.

Die Studie liefert zwei wichtige Erkenntnisse: Mit ihr kann die Verteilung und das Muster der Ausbreitung des krankmachenden Proteins Alpha-Synuclein – wie sie bei Parkinson auftritt – simuliert werden. Ein ebenso wichtiges Ergebnis ist aber auch, dass die Ausbreitung durch Überproduktion von Alpha-Synuclein im Hirnstamm ausgelöst wird.

"Die Überproduktion von Alpha-Synuclein ist einer der Faktoren, die maßgeblich die Entwicklung von Parkinson fördern können […]", so Di Monte. "Unsere Ergebnisse deuten daraufhin, dass es eine mechanistische Verbindung zwischen den Risikofaktoren der Erkrankung, einem erhöhtem Alpha-Synuclein-Spiegel, der Verbreitung des Proteins und seiner krankhaften Anhäufung gibt." 

Das neue Modell ahmt Ereignisse nach, die wahrscheinlich in den frühen Stadien von Parkinson auftreten. "Es wird daher ein wertvolles Werkzeug sein, um Mechanismen der frühen Krankheitsentwicklung zu untersuchen. Mechanismen, die man therapeutisch gezielt ansprechen könnte. Ein frühzeitiger Eingriff hat eine größere Wahrscheinlichkeit, die Ausbreitung der Pathologie und das Fortschreiten der Krankheit zu verhindern oder zu stoppen", so Di Monte.
Die Forschungsergebnisse geben somit einen wertvollen Einblick in das Anfangsstadium der Parkinson-Erkrankung.


Quellen:
Presseinformation des DZNE
DocCheckNews



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