Empfindliche Nervenzellen: Bei Parkinson sind Gene, Wachstumssignale und Lebensalter am Tod von Neuronen beteiligt

08.04.2010 - Deutschland

Allein in Deutschland sind über 300.000 Menschen von der Parkinson-Krankheit betroffen - Tendenz steigend. Trotz intensiver Forschung sind die Ursachen dieser Krankheit jedoch nach wie vor unklar. Nun konnten Forscher des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried zusammen mit Kollegen aus München und Hamburg in einem neuen Tiermodell zeigen, dass erst die Kombination von drei verschiedenen Einflüssen einen Nervenzellverlust ähnlich wie bei Parkinson-Patienten hervorruft. Die Ergebnisse könnten für eine mögliche Prävention der Krankheit bei Patienten mit bestimmten Gendefekten wichtig werden. In jedem Fall sind die Erkenntnisse ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Ursachen dieser Krankheit.

In den letzten zehn Jahren wurden verschiedene Gene gefunden, die eine Rolle bei der Entstehung der erblichen Form der Parkinson-Krankheit spielen. In diesem Zeittraum konnte ebenfalls gezeigt werden, dass Nervenwachstumsfaktoren, wie das sogenannte GDNF, das Sterben der bei Parkinson betroffenen Nervenzellen verringern können. Die so geweckte Hoffnung auf ein besseres Verständnis der Krankheit wurde jedoch bisher nicht erfüllt. So befindet sich die Therapie mit GDNF und ähnlichen Wachstumsfaktoren noch in der Erprobungsphase. Da die betroffenen Nervenzellen im empfindlichen Hirngewebe eingebettet sind, ist eine detaillierte Ursachenforschung beim Menschen unmöglich. Um die molekularen und zellulären Vorgänge bei der Entstehung der Parkinson-Krankheit zu verstehen, ist die Forschung daher auf Tiermodelle angewiesen. Jedoch zeigten die bisher entwickelten Parkinson-Modelle meist kein nennenswertes Zellsterben in den krankheitsrelevanten Gehirnregionen, sodass die Funktion und Wirkung der gefundenen Gene nicht ausreichend untersucht werden konnte.

Die Kombination macht's

Nun zeigten Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried zusammen mit Kollegen vom Helmholtz-Zentrum München und dem Zentrum für Molekulare Neurobiologie Hamburg erstmals, dass im Tiermodell drei Bedingungen zusammenkommen mussten, um einen Nervenzellverlust ähnlich wie bei Parkinson-Patienten hervorzurufen: Ein defektes Gen (im untersuchten Fall das Gen DJ-1), eine Unterversorgung mit dem Wachstumsfaktor GDNF und das Älterwerden der Tiere. "Dies wurde zwar vermutet, doch wirklich zeigen konnte das bisher noch niemand", erklärt Liviu Aron zu seiner Studie. Nervenzellen, denen das Gen DJ-1 fehlt und die zudem auf die überlebensfördernden Signale der Wachstumsfaktoren nicht reagieren können, sterben somit vermehrt, während eine Maus altert. "Die gezeigte Verbindung zwischen der Versorgung mit Wachstumsfaktor und dem Gen DJ-1 ist höchst interessant", so Rüdiger Klein, der Leiter der Studie. Der Grund dafür ist, dass Umwelteinflüsse eine Rolle bei der Verfügbarkeit von Wachstumsfaktoren spielen. "Wenn wir verstehen, ob und wie die Umwelt indirekt mit solchen genetischen Faktoren interagiert, könnten wir Wege zur Vorbeugung oder Behandlung finden. Geklärt werden muss aber auch, welche Rolle das Älterwerden dabei spielt", so Klein.

Alte Verbindung mit Therapiepotenzial?

Durch ergänzende genetische Untersuchungen an der Fruchtfliege Drosophila konnten die Wissenschaftler zeigen, dass es bereits hier ein Zusammenspiel innerhalb der Zellen zwischen Wachstumsfaktorsignalen und dem untersuchten Gen DJ-1 gibt. Die Forscher vermuten daher, dass diese Interaktion schon früh im Laufe der Entwicklungsgeschichte entstanden ist. Auch eröffnet der entdeckte Zusammenhang eventuell eine neue Therapiemöglichkeit für Patienten mit bestimmten Gendefekten. Hier könnte eine gezielte Gabe von GDNF möglicherweise der Entwicklung der Krankheit besser entgegenwirken als bei anderen Parkinson-Patienten. Ein weiterer Schritt auf dem langen Weg der Ursachenforschung und -bekämpfung scheint somit getan.

Originalveröffentlichung: Liviu Aron, Pontus Klein, Trang T. Pham, Edgar R. Kramer, Wolfgang Wurst, Rüdiger Klein; "Pro-survival role for Parkinson's associated gene DJ-1 revealed in trophically impaired dopaminergic neurons; PLoS Biology, 06. April 2010

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