Parkinson, Demenz: Ist dies der Schlüssel zur vorbeugenden Therapie?
Parkinson-Krankheit und Demenz mit Lewy-Körpern sind beide durch eine beeinträchtigte Gehirnfunktion gekennzeichnet, die mit dem neuralen Tod verbunden ist. Eine wegweisende neue Studie hat herausgefunden, wie ein Hauptverursacher von Neuronenschäden - das Alpha-Synuclein-Protein - die Neuronen schädigt.
Die Parkinson-Krankheit ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch eine Beeinträchtigung der Motorik und des körperlichen Gleichgewichts gekennzeichnet ist.
Die Symptome sind auf eine Schädigung und den Tod von Gehirnzellen zurückzuführen, die auch ein Merkmal der neurodegenerativen Demenz bei Lewy-Körpern (DLB) sind.
Die DLB weist sowohl die beeinträchtigte motorische Funktion von Parkinson als auch den Gedächtnisverlust und andere Arten des kognitiven Rückgangs auf, die für die Alzheimer-Krankheit charakteristisch sind.
Menschen mit Parkinson-Krankheit können auch eine Form der Demenz entwickeln, die als "Parkinson-Demenz" bezeichnet wird.
Bei all diesen Krankheiten führt die Fehlfaltung - fehlerhafte Strukturierung - eines Proteins namens „Alpha-Synuclein“ zur Bildung von Ablagerungen, die das gesunde Funktionieren der Gehirnzellen beeinträchtigen.
Typischerweise bilden sich diese in Neuronen im Hippocampus, der Gehirnregion, die eine Schlüsselrolle bei Lernprozessen spielt, sowie bei der Gedächtnisbildung und -erinnerung.
Obwohl bekannt ist, dass fehlgefaltete Alpha-Synuclein-Proteinaggregate letztendlich zum Zelltod des Gehirns und damit zur starken Beeinträchtigung verschiedener kognitiver Funktionen führen, haben die Forscher die zugrunde liegenden Mechanismen, die zu diesem Ergebnis führen, bisher nicht verstanden.
In einer neuen Studie haben die leitende Forscherin Laura Volpicelli-Daley, die an der Universität von Alabama an der Birmingham School of Medicine arbeitet, und Kollegen beschlossen, nach diesen fehlenden Erkenntnissen zu suchen.
Ihr Artikel - der jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht wird Acta Neuropathologica Communications - erklärt, welche Veränderungen auf zellulärer Ebene im Gehirn nach der Bildung von Alpha-Synuclein-Aggregaten und vor dem neuronalen Tod stattfinden.
Volpicelli-Daley und ihre Kollegen sind zuversichtlich, dass ihre Ergebnisse letztendlich zu verbesserten Behandlungen führen können, die neuronale Schäden verhindern oder sogar rückgängig machen können, die wahrscheinlich zu Demenz führen.
"Bei der Parkinson-Krankheit können Sie Levodopa geben, um die motorische Funktion zu verbessern. Aber nichts kann die nichtmotorischen Symptome aufhalten “, erklärt Volpicelli-Daley.
Abbildung abnormaler neuronaler Veränderungen
In einer früheren Studie entwickelten Volpicelli-Daley und ihr damaliges Team ein experimentelles Modell künstlicher Alpha-Sinusin-Ablagerungen in vitro, mit dem sie die Entwicklung dieser Aggregate in Gehirnzellen simulieren konnten.
Für die neue Forschung verwendeten die Wissenschaftler diese Technik, um Alpha-Sinusin-Aggregate zu erhalten, die sie dann in die Gehirnzellen von Mäusen einführten.
Dann untersuchten sie die Veränderungen, die in Hippocampus-Neuronen an der 7-Tage-Marke auftraten - ein Punkt, an dem der Zelltod des Gehirns noch nicht ausgelöst worden sein wird.
Zu diesem Zeitpunkt befanden sich in den Axonen der Gehirnzellen hohe Alpha-Synuclein-Spiegel. Die Projektionen hatten die Aufgabe, elektrische Impulse zu senden, die Informationen zwischen Neuronen transportieren.
Volpicelli-Daley und Kollegen stellten fest, dass Alpha-Synuclein-Aggregate zu seltsamen Fehlern in den „Kommunikationsmechanismen“ der Hippocampus-Neuronen führten.
Somit gab es eine abnormale Aktivität sowohl an den präsynaptischen (signalübertragenden) als auch postsynaptischen (signalempfangenden) Terminals von Gehirnzellen. Und diese Veränderungen traten einige Zeit auf, bevor die Neurodegeneration, gefolgt vom Zelltod, ausgelöst wurde.
"Es ist klar, dass mit den Neuronen etwas los ist, bevor sie sterben", bemerkt Volpicelli-Daley und fügt hinzu: "Am präsynaptischen Terminal, der Stelle des Neurons, an der Chemikalien freigesetzt werden, die als Neurotransmitter bezeichnet werden, ist die Aktivität erhöht."
"Andererseits", fährt sie fort, "gibt es post-synaptisch eine verminderte Aktivität, die Stelle des benachbarten Neurons, an der diese freigesetzten Chemikalien Botenstoffsysteme aktivieren", was "darauf hindeuten könnte, dass die Neuronen plastisch sind, d. H. Neuronen passen sich der erhöhten Aktivität an. “
Dies ist kein gutes Zeichen, da „diese abnormale Aktivität im Laufe der Zeit möglicherweise zum Tod von Neuronen führen kann“, wie Volpicelli-Daley erklärt.
"Eine bahnbrechende Studie"
Die Arbeit der Forscher endet jedoch nicht mit diesen Entdeckungen. Der leitende Autor merkt an, dass mehr Forschung über das (immer noch mysteriöse) Alpha-Synuclein selbst und die Rolle, die es typischerweise für die Funktion von Gehirnzellen spielt, durchgeführt werden sollte.
"Der nächste Schritt", sagt Volpicelli-Daley, "wird untersuchen, wie Alpha-Synuclein die präsynaptische Aktivität erhöht und ob dies ein Verlust der Alpha-Synuclein-Funktion in diesem Neuronenkompartiment ist oder durch die Bildung toxischer Alpha-Synuclein-Aggregate verursacht wird." . ”
Jeremy Herskowitz, der andere leitende Forscher in dieser Studie, schlägt vor, dass die Arbeit des Teams einen neuen Meilenstein in der Landschaft der Parkinson- und Demenzforschung darstellt.
"Dies ist eine bahnbrechende Studie und eine der ersten, die sich mit kritischen und bisher schwer fassbaren Fragen befasst, wie sich toxisches Alpha-Synuclein auf die Struktur und Physiologie von Gedächtnisneuronen auswirkt."
Jeremy Herskowitz
