English China
Suchen

Parkinson Gendefekt löst in Nervenzellen vielfache Schäden aus

Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Menschen mit einem bestimmten Gendefekt haben ein besonders hohes Risiko, an Parkinson zu erkranken. Tübinger Forscher haben nun herausgefunden, welche Folgen die fehlerhafte Erbinformation für Nervenzellen hat. Die Ergebnisse könnten mögliche Ansatzpunkte für Medikamente und diagnostische Biomarker liefern.

Firmen zum Thema

Nervenzellen unter dem Mikroskop: Die rot markierten produzieren den Botenstoff Dopamin.
Nervenzellen unter dem Mikroskop: Die rot markierten produzieren den Botenstoff Dopamin.
(Bild: DZNE/M. Deleidi)

Tübingen – Menschen mit bestimmten Erbgutveränderungen haben ein besonders hohes Risiko, an Parkinson zu erkranken. Insbesondere Varianten eines Gens namens GBA1 (Glukozerebrosidase) werden mit diesem erhöhten Risiko in Verbindung gebracht. Tübinger Forscher des Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) und des Hertie-Instituts für klinische Hirnforschung haben nun herausgefunden, welche Folgen die fehlerhafte Erbinformation für Nervenzellen hat - diese Konsequenzen waren bislang weitgehend unklar. Mittels Stammzellen stellten sie fest, dass Mutationen im GBA1-Gen unter anderem den Kalziumstoffwechsel und die zelluläre "Müllabfuhr" beeinträchtigen können. Letztere ist für den Abbau und das Recyceln defekter Substanzen verantwortlich. Dazu zählt unter anderem alpha-Synuklein, ein Protein, das sich im Gehirn von Parkinson-Patienten anreichert. Die Untersuchungen belegen erstmals einen Zusammenhang zwischen Veränderungen des GBA1-Gens und zellulären Störungen bei Parkinson. Außerdem deuten sie auf mögliche Ansatzpunkte für Medikamente und sogenannte Biomarker hin, die für die Diagnose nützlich sein könnten.

GBA1 als wichtiger Risikofaktor für Parkinson

Bei Menschen mit Parkinson sterben Gehirnzellen ab, die für die Produktion des Botenstoffes Dopamin verantwortlich sind. Infolgedessen fällt es den Patienten schwer, Bewegungen zu kontrollieren, Schlafstörungen und Depressionen können auftreten und im Laufe der Erkrankung kann sich zudem eine Demenz entwickeln. Parkinson ist bislang nicht heilbar und die eigentlichen Auslöser des Zellsterbens, der sogenannten Neurodegeneration, sind unbekannt - doch Mutationen eines bestimmten Gens mit dem Namen GBA1 gelten als eine der wichtigsten Risikofaktoren. „Dieses Gen enthält den Bauplan eines Enzyms mit dem Namen Glukozerebrosidase, das an der Verarbeitung bestimmter zellulärer Fette beteiligt ist“, erläutert DZNE-Forscherin Michela Deleidi, die auch am Tübinger Hertie-Institut für klinische Hirnforschung arbeitet. „Veränderungen in diesem Gen führen nicht zwangsläufig zu einer Parkinson-Erkrankung. Tatsächlich sind Menschen mit Mutationen in beiden Kopien dieses Gens von einer Stoffwechselerkrankung namens Morbus Gaucher betroffen. Allerdings haben sowohl Gaucher-Patienten als auch Menschen, bei denen nur eine Kopie des Gens mutiert ist, ein erhöhtes Risiko an Parkinson zu erkranken.“

Was diese Mutationen in der Nervenzelle genau bewirken, war bisher weitgehend unerforscht. „Im Falle von Parkinson wurden noch keine Studien durchgeführt, die den genauen Zusammenhang zwischen Mutationen in GBA1 und der Krankheit beschreiben“, so Deleidi. Gemeinsam mit Tübinger Kollegen um Professor Thomas Gasser und Kooperationspartnern in Italien und den USA machte sich die Wissenschaftlerin daran, die Folgen der genetischen Veränderungen aufzuklären.

Induzierte Stammzellen für die Parkinson-Forschung

Nervenzellen des Menschen sind nicht ohne weiteres zugänglich und lassen sich, falls sie durch einen chirurgischen Eingriff gewonnen werden, im Labor nur schwer kultivieren. Deleidi und ihre Kollegen gingen daher einen anderen Weg: Von Parkinson- und Gaucher-Patienten mit Mutationen des GBA1-Gens entnahmen sie Zellen der Haut und verwandelten diese - per Eingriff in ihre genetische Programmierung - in „induzierte pluripotente Stammzellen“. Stammzellen sind noch nicht spezialisiert: In ihnen steckt das Potential, sich in nahezu jeden Zelltyp des Körpers weiterzuentwickeln. „Aus den Stammzellen haben wir Dopamin produzierende Nervenzellen gezüchtet“, erläutert die Wissenschaftlerin. Diese Zellen enthielten das Erbgut der Patienten und somit auch Mutationen des GBA1-Gens. „Als nächstes haben wir untersucht, was diese Mutationen in der Zelle bewirken. Dabei haben wir uns jene Effekte angeschaut, die die Zelle für Neurodegeneration anfällig machen.“ Für Vergleichstests studierten die Forscher andere Zellkulturen, die ebenfalls auf Patienten zurückgingen - doch bei diesen Nervenzellen hatten sie die GBA1-Mutationen mittels gentechnischer Methoden zuvor behoben.

(ID:42777544)