Parkinson-Protein schützt Neuronen und sichert ihre Energieversorgung
Eine neue Forschungsarbeit hat jetzt gezeigt, dass etwa jede zehnte Erkrankung an Parkinson auf Defekte in den sogenannten Parkinson-Genen zurückgeht. Anderen Studien zufolge scheint die Ursache auch auf Defekte in den Mitochondrien (den Kraftwerken der Zelle) zurückzuführen sein. Die neue von Forschern in Deutschland durchgeführte Studie verbindet beide Phänomene und zeigt dadurch, welche Rolle zwei Parkinsongene bei der Erhaltung der Funktion der Mitochondrien spielen. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Journal of Biological Chemistry veröffentlicht. "Für uns Forscher ist es sehr hilfreich, wenn Erkrankungen durch Fehlfunktion bestimmter Gene ausgelöst werden können, so wie es bei der Parkinson-Erkrankung der Fall ist", erläutert Dr. Konstanze Winklhofer von der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) in München. "Wenn wir die genaue Funktionsweise dieser Gene entschlüsseln, können wir viel über die Ursachen und den Verlauf des Leidens lernen wie auch über mögliche therapeutische Ansätze." Die Ursache von Parkinson ist die Degeneration von Neuronen in einem Bereich des Gehirns, der Bewegungsabläufe steuert. Weltweit leiden mehr als 4 Millionen Menschen an dieser Krankheit, die sich durch unkontrolliertes Zittern, Muskelsteife, langsame Bewegungen oder Bewegungsverlust und eine gebückte Haltung bemerkbar macht. Die betroffenen Neuronen liegen in der Substantia nigra, einem Bereich, der den Botenstoff Dopamin produziert. Die Bewegungsstörung geht teilweise auf einen Dopaminmangel zurück. Die genaue Ursache von Parkinson ist noch unbekannt und auch die Mechanismen, die zum Absterben der Neuronen führen, sind noch nicht völlig verstanden. Bei Parkinsonpatienten liegt meist eine unglückliche Kombination von genetischer Prädisposition mit bestimmten Umweltfaktoren vor. Meist erkranken die Patienten zwischen ihrem 60. und 70. Lebensjahr, doch Mutationen im Parkinsongen wurden auch mit einem früheren Krankheitsbeginn in Verbindung gebracht. In der aktuellen Studie befassen sich Dr. Winklhofer und ihr Team insbesondere mit dem Zusammenhang zwischen zwei Parkinsongenen und ihrer Auswirkung auf die Mitochondrien. "Funktionsgestörte Mitochondrien werden schon seit den 1980er-Jahren als mögliche Verursacher der Parkinson-Erkrankung vermutet", erklärte Dr. Winklhofer. In früheren Studien hatte man entdeckt, dass Mitochondrien, die Energie produzieren und den Zelltod regulieren, am Verlust der Dopamin produzierenden Neuronen beteiligt sind. Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf das Parkinsongen PINK1 und Parkin, die für das Funktionieren der Mitochondrien verantwortlich sind. Frühere Studien zeigten, dass ein Funktionsverlust von PINK 1 eine Schädigung der Mitochondrien nach sich zieht. In dieser Forschungsarbeit fanden die Wissenschaftler heraus, dass das Parkin-Protein selbst eine Rolle für das Funktionieren der Mitochondrien spielt. Der Funktionsverlust von PINK1 oder Parkin führt zur Störung der Aktivität der Mitochondrien, in deren Folge weniger Kraftstoff für die Zelle produziert wird. "Unsere Ergebnisse bestätigen, dass Parkin eine wichtige Schutzfunktion für Neuronen erfüllt", sagte Dr. Winklhofer. "Denn während Parkin einen Funktionsverlust von PINK1 kompensieren kann, geht das umgekehrt nicht." Diese Erkenntnisse werfen ein neues Licht auf die Rolle von Parkin, dem man bereits in früheren Studien eine wichtige Schutzfunktion für Neuronen nachgewiesen hat. Die Studie zeigte auch, dass bei einer Überaktivität von Parkin oder PINK1 in menschlichen Zellen, dies nicht zur Störung der Form und der Aktivität der Mitochondrien führt. Das widerspricht früheren Erkenntnissen, die aus dem Studium dieser Faktoren an Fruchtfliegen hervorgegangen sind. Die Autoren vermuten, dass Insekten und Menschen gestörte Mitochondrien unterschiedlich eliminieren. Bislang beschränken sich Therapien darauf, dem Gehirn genügend Dopamin zur Verfügung zu stellen, ohne aber ursächlich einzugreifen. Die Forscher hoffen, dass durch das Verständnis der Funktionsweise der betroffenen Gene neue therapeutische Ansatzpunkte bestimmt werden können, die den Verlust der Dopamin produzierenden Neuronen verhindern könnten. Der nächste Schritt, so die Studie, sei die Untersuchung des funktionellen Zusammenhangs zwischen PINK1 und Parkin sowie der kompensatorischen Pfade, die in Aktion treten, wenn PINK1 und Parkin ausfallen.
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