Forschungsergebnisse, die am 15. Dezember 2017 veröffentlicht wurden, werfen ein neues Licht auf Alpha-Synuclein – ein Protein, von dem man annimmt, dass es bei Parkinson eine zentrale Rolle beim Absterben von Gehirnzellen spielt. Zu verstehen, wie dieses Protein Schaden anrichtet, könnte der Schlüssel sein, um neue Behandlungsmethoden zu entwickeln.

Aggregation oder „Zusammenklumpen“ von Alpha-Synuclein ist mit Nervenzellverlust bei Parkinson verbunden . Es gibt noch viel zu lernen, warum sich diese Klumpen bilden, aber Wissenschaftler haben einen wichtigen Hinweis darauf gefunden, wie das Alpha-Synuklein-Protein in den von Parkinson betroffenen Zellen Probleme verursachen kann.

Wie bilden sich Klumpen?

Klumpen von Alpha-Synuclein beginnen sich zu bilden, wenn eine kleine Anzahl von beschädigten Alpha-Synuklein-Proteineinheiten zusammenklebt, um einen kleinen Komplex zu bilden, der Oligomer genannt wird .

Oligomere von Alpha-Synuclein verklumpen dann weiter und bilden Fasern aus geschädigtem alpha-Synuclein, die miteinander verknotet sind.

Die verknoteten Fasern von Alpha-Synuclein verbinden sich dann zu dichten Strukturen von verklumptem Alpha-Synuclein innerhalb von Nervenzellen, so genannten Lewy-Körpern , die ein charakteristisches Merkmal im Parkinson-Gehirn sind, wenn sie unter dem Mikroskop betrachtet werden.

Wie sich Lewy-Körper bilden

Jüngste Ergebnisse deuten darauf hin, dass es sich bei den Oligomeren des geschädigten Alpha-Synuclein-Proteins um Nervenzellen handelt und nicht um die größeren Lewy-Körper.

Aber frustrierend ist genau, wie Alpha-Synuclein-Oligomere Probleme verursachen.

Zerstört Alpha-Synuclein Zellen?

Eine internationale Studie von Forschern aus Großbritannien, Italien und Spanien, die in der renommierten Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde , könnte unser Verständnis darüber, wie toxische Alpha-Synuclein-Oligomere Gehirnzellen schädigen, erheblich voranbringen.

Die Studie zeigt, dass bestimmte Formen von Alpha-Synuclein-Oligomeren mit den dünnen Hüllen, so genannten Membranen, interagieren, die jede Zelle umgeben, sie durchstechen und möglicherweise zum Verlust von Zellen bei Parkinson führen.

Zellmembran in gelb dargestellt (Bild von OpenStax via Wikimedia Commons)

Membranen bilden die äußere Schutzschicht jeder Zelle. Sie umfassen auch wichtige Komponenten innerhalb von Zellen, wie die Mitochondrien (die Kraftwerke der Zelle) und den Nukleus (wo genetische Informationen gespeichert werden).

Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Schaffung der richtigen Umgebung für die Arbeit von Zellen. Jegliche Beschädigung der Membranen kann sich nachteilig auf die Funktionsweise der Zellen auswirken und sogar zum Absterben der Zellen führen.

Interessanterweise zeigten die Forscher, dass nicht alle Alpha-Synuclein-Oligomere die gleiche membranschädigende Wirkung hatten. 

Sie verwendeten ausgefeilte Techniken, um die Struktur der Alpha-Synuclein-Oligomere zu untersuchen, und stellten fest, dass eine bestimmte Form mit der Toxizität in Zusammenhang stand.

Diese Oligomere werden gebildet, wenn sich alpha-Synuclein in reglementierter Weise zu Schichten zusammenballen. Diese geschichteten Oligomere hatten die Fähigkeit, stark zu binden und sich innerhalb der Zellmembran einzufügen, was zu ihrer Punktierung führte.

Obwohl mehr zufällig verklumpte Oligomere in der Lage waren, an die Oberfläche der Zellmembran zu binden, waren sie nicht in der Lage, sich in die Membran einzubringen – und verursachten als Ergebnis keine Schädigung der Membran.

Zufalls-Oligomere gegen geschichtete Oligomere

Das Team zeigte auch, dass, wenn geschichtetes Oligomer die Membranen durchstoss, der Inhalt eines Teils der Zelle austrat. Dies hatte Auswirkungen auf die Mitochondrien innerhalb der Zelle, was zu Fehlfunktionen führte und giftige Chemikalien freisetzte, die als freie Radikale bezeichnet werden.

Wichtig ist, dass die Forscher nicht nur diese schädliche Kette von Ereignissen in Zellen von Tiergehirnen zeigten, sondern auch in Gehirnzellen, die aus Zellen von Menschen erzeugt wurden, die von Parkinson betroffen waren. Dies liefert einen starken Beweis dafür, dass dies ein wichtiger toxischer Prozess in dem Zustand sein könnte.

Neue Wege für die Medikamentenentwicklung

Diese Studie identifiziert zum ersten Mal nicht nur, welcher Typ von Alpha-Synuclein-Oligomeren schädlich ist, sondern auch, wie sie Probleme verursachen, indem sie die Zellmembran zerstören und schließlich zum Absterben gefährdeter Gehirnzellen führen.

Diese neuen Entdeckungen bieten Hoffnung für die Entwicklung von Behandlungen, die diese schädliche Form von Alpha-Synuclein stören und das Fortschreiten von Parkinson stoppen können.

Wenn wir zum Beispiel ein Medikament entwickeln könnten, das die Bildung von Alpha-Synuclein-Einheiten in zufälliger Weise fördert, anstatt in organisierten Schichten oder eines Medikaments, das die Einlagerung von Oligomeren in die Zellmembran stoppt, könnten wir Gehirnzellenschäden und Tod verhindern.

Es ist noch früh, aber dies könnte wirklich ein bahnbrechender Moment auf der Suche nach neuen und besseren Behandlungen für Parkinson sein. 

Unsere Arbeit ist völlig auf Spenden angewiesen. Die bahnbrechende Forschung, die wir finanzieren, ist ohne Unterstützer wie Sie nicht möglich. Mit Ihrer Hilfe treiben wir die Forschung voran, um neue und bessere Behandlungen schneller zu liefern.

 

 

Prof David Dexter

Stellvertretender Forschungsdirektor bei Parkinson’s UK

 

Parkinson Großbritannien

Der Parkinson’s UK Blog auf Medium. Informationen und Unterstützung finden Sie unter www.parkinsons.org.uk

 

Originaltext auf Englisch

Recent evidence suggests that it is the oligomers of damaged alpha-synuclein protein that are toxic to nerve cells, and not the larger Lewy bodies.

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