Parkinson-Forschung

Feuerlöscher im Gehirn

Von Nicola von Lutterotti
 - 16:34

Die Erforschung der Parkinson-Krankheit läuft seit geraumer Zeit auf Hochtouren. Im Volksmund auch Schüttellähmung genannt, verursacht diese neurodegenerative Störung nicht nur erhebliches Leid, die Zahl der Betroffenen nimmt außerdem auch laufend zu. Viele Menschen werden heute – anders als früher – alt genug, um den Ausbruch der Erkrankung noch zu erleben. Umso erfreulicher ist es vor diesem Hintergrund, dass die Bemühungen der Wissenschaftler, den Ursachen der Parkinsonkrankheit auf die Spur zu kommen und deren Folgen zu lindern, allmählich Früchte tragen.

Einen wichtigen Beitrag zu Klärung der offengeblieben Fragen konnte nun ein internationales Team von Forschern um Dimitri Krainc von der Feinberg School of Medicine in Chicago leisten. Zu den treibenden Kräften der Parkinson-Krankheit, und zwar sowohl der erblichen als auch der sporadisch auftretenden Varianten, zählt demnach die Oxidation des Neurotransmitters Dopamin. Dabei handelt es sich um jenen neuronalen Botenstoff, dessen Mangel die typischen Bewegungsstörungen wie das Zittern und die Muskelsteifigkeit hervorruft.

Gezüchtete Stammzellen bringen Erkenntnisse

Möglich wurden die Fortschritte dank der Stammzellforschung und der Verfügbarkeit von molekularbiologischen Verfahren, die es erlauben, menschliche Nervenzellen in der Kulturschale zu züchten: Hautzellen oder andere geeignete Körperzellen des Patienten werden zunächst in einen embryonalen Zustand versetzt und die so entstandenen Stammzellen dann in die gewünschte Richtung gelenkt – hier dopaminerge, also Dopamin erzeugende Nervenzellen. Mit Hilfe dieser Methode gelang es den Wissenschaftlern, die molekularen Entgleisungen in dopaminergen Nervenzellen von Parkinson-Patienten genau zu verfolgen.

Besonderes Augenmerk richteten sie dabei auf eine erbliche Erkrankungsart, der ein genetisch bedingter Mangel des Proteins DJ-1 zugrunde liegt. Weshalb dieser Defekt einer Parkinson-Krankheit Vorschub leistet, lässt sich zwar noch nicht mit Sicherheit sagen. Ein ungebremster oxidativer Stress in den Mitochondrien, den Energiekraftwerken der Zellen, könnte dabei allerdings eine wichtige Rolle spielen. Denn zu den Aufgaben von DJ-1 gehört es, die zellulären Kraftwerke vor den Attacken aggressiver Sauerstoffradikale – ein Nebenprodukt der zellulären Energiegewinnung – zu schützen.

Dopamin als Brandbeschleuniger

Dass ein Funktionsausfall von DJ-1 die Mitochondrien in den Nervenzellen zum Spielball der destruktiven Sauerstoffabkömmlinge macht, zeigen nun auch die Erkenntnisse der internationalen Forschergruppe um Lena Burbulla und ihre Kollegen. In der Zeitschrift „Science“ schreiben die Forscher, dass der oxidative Stress in den Mitochondrien dopaminerger Nervenzellen, die von Patienten mit genetisch bedingtem DJ-1-Mangel stammten, nach und nach stark zunahm. Dies hatte zur Folge, dass den zellulären Energieproduzenten zunehmend die Puste ausging.

Damit einhergehend, reicherte sich im Zellinnern oxidiertes Dopamin an, das in dieser Form wie ein Brandbeschleuniger wirkte. So förderte der oxidierte Botenstoff eine Vielzahl von molekularen Veränderungen, die charakteristische Merkmale der Parkinson-Krankheit sind und außerdem der Mittäterschaft bezichtigt werden. Zu den prominentesten zählten die Beschädigung eines Enzyms, das wichtige Verdauungsaufgaben übernimmt (Glukozerebrosidase) und dessen Beeinträchtigung zur Akkumulation von Zellmüll führt, und ferner die Verklumpung des Eiweißstoffs Alpha-Synuclein, das sich oft in großen Mengen im Gehirn von Parkinson-Kranken ablagert.

Varianten der Krankheit mit gemeinsamen Ursprung

In einem nächsten Schritt versuchten die Wissenschaftler dann zu klären, welche molekularen Übeltäter in den Nervenzellen von Patienten mit anderen Parkinsonarten ihr Unwesen treiben. Das Ergebnis: Auch hier spielen überschießende oxidative Prozesse offenbar eine wichtige Rolle. Jedenfalls konnten die Forscher in den Neuronen von allen Betroffenen oxidiertes Dopamin nachweisen.

Das galt unter anderem auch für die Nervenzellen von Patienten mit der sporadisch auftretenden Parkinsonkrankheit, der häufigsten Variante. Laut den Studienautoren sprechen diese Beobachtungen dafür, dass die verbreitete Erkrankungsart auf ähnlichen molekularen Prozessen beruhen könnte wie die sehr viel selteneren genetisch bedingten Varianten.

Blockade von Kalzium könnte helfen

Angesichts dieser Erkenntnisse drängt sich die Frage auf, ob die Anwendung von Antioxidantien, also Mitteln, die den zerstörerischen Sauerstoffradikalen das Handwerk legen, die anfälligen Neurone vor einer Zerstörung bewahren kann. Das war offenbar tatsächlich der Fall. Jedenfalls gelang es mit solchen Stoffen, die Oxidation von Dopamin nachhaltig zu unterdrücken und auch andere Zellbestandteile weitgehend vor Schäden zu bewahren. Die gleiche Wirkung erzielte der Einsatz von Kalziumantagonisten: Medikamenten, die spezifische Eintrittspforten von Kalzium blockieren und die Konzentration dieses Elements in der Zelle daher verringern.

Der günstige Effekt dieser Arzneimittel erhärtet einen schon länger gehegten Verdacht: Es gibt Hinweise, dass ein vermehrter Kalzium-Einstrom in dopaminerge Hirnzellen zur Entstehung einer Parkinsonkrankheit beiträgt, indem er oxidative Prozesse schürt. In einer schon länger laufenden Patientenstudie wird derzeit untersucht, ob der Kalziumantagonist Isradipin das Fortschreiten des neurodegenerativen Leidens aufzuhalten vermag. Beteiligt sind an dem amerikanischen Projekt rund 350 Männer und Frauen, die an einer noch nicht lange bestehenden Parkinsonkrankheit unbekannter Ursache, also der sporadischen Variante, leiden.

Weiteres Verfahren weckt Hoffnung

Den Nachweis, dass Kalziumantagonisten die krankhaften Vorgänge in den Nervenzellen von Parkinsonpatienten verringern können, bezeichnet Werner Poewe, Direktor der Universitätsklinik für Neurologie in Innsbruck, als wichtig. „Jetzt ist die Forschungsgemeinschaft umso gespannter auf den Ausgang der Isradipin-Studie“, sagt der Parkinson-Experte. Mit Spannung erwartet wird in Expertenkreisen, aber nicht nur dort, auch das weitere Schicksal eines Stammzellverfahrens, das erst kürzlich wieder für Schlagzeilen sorgte. Die Rede ist von der Transplantation dopaminerger Nervenzellen ins Gehirn, und zwar in jene Zentren, die in besonderem Maße vom Verlust dopaminerger Neurone betroffen sind.

Gestützt auf reprogrammierte Körperzellen des Menschen, haben japanische Forscher um Tetsuhiro Kikuchi diese Methode unlängst bei Affen mit parkinsonartiger Erkrankung erprobt – und das offenbar mit Erfolg. So sollen die Nervenzellen gut angewachsen sein und mit der Zeit zu einer merklichen Besserung der Bewegungsstörungen geführt haben. Auch bildeten sich daraus keine Tumore, jedenfalls nicht während der zweijährigen Studiendauer.

Ansatz bleibt umstritten

„Diese Arbeit kommt der Situation beim Menschen sehr nahe und besitzt durch die Verwendung reprogrammierter Zellen besonderen Charme“, erklärt der Stammzellforscher Oliver Brüstle, Direktor des Instituts für Rekonstruktive Neurobiologie am Universitätsklinikum Bonn und fügt hinzu: „Der nächste Schritt wird die Anwendung in der Klinik sein. Dann wird sich zeigen, ob Parkinson-Patienten mit einem sich über Jahre hinziehenden Verlust von Dopamin-Neuronen ähnlich gut auf diese Behandlung ansprechen.“ Auch Poewe hält die Erkenntnisse der japanischen Forscher für einen wichtigen Schritt.

In der Parkinson-Fachwelt bleibt es allerdings umstritten, ob die Transplantation von dopaminergen Nervenzellen wirklich die Lösung darstellt. Denn erstens könne man Dopamin auch gut als Medikament einnehmen und neuerdings zudem über eine Minipumpe zuführen. Und zweitens geht es bei der Parkinson-Therapie nicht nur um den Ersatz von Dopamin. Die wirkliche Herausforderung besteht darin, die weit über den Untergang von dopaminergen Nervenzellen hinausgehende Zerstörung des Gehirns aufzuhalten.

Quelle: F.A.Z.
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