Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Parkinson: Wie toxische Proteine Nervenzellen stressen

10.10.2014

Bei Morbus Parkinson sterben in einer bestimmten Region des Mittelhirns, der Substantia nigra, sogenannte dopaminerge Nervenzellen ab. Doch in benachbarten Hirnregionen bleiben dieselben Nervenzellen verschont. Eine Frankfurter Forschergruppe hat jetzt herausgefunden warum.

Morbus Parkinson ist die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung. Allein in Deutschland sind fast eine halbe Millionen Menschen betroffen. Im Zentrum dieser Erkrankung steht das fortschreitende Absterben von Nervenzellen in einer bestimmten Region des Mittelhirns, der Substantia nigra.

Schuld daran sind fehlgefaltete Proteine. Warum diese aber nur bestimmte Nervenzellen schädigen, war bisher unbekannt. Ein Forscherteam unter der Leitung Frankfurter Neurophysiologen hat den Beginn des Krankheitsprozesses jetzt im Mausmodell aufgeklärt.

Durch das fortschreitende Absterben einer bestimmten Sorte von Nervenzellen, der dopaminergen Neuronen, in der Substantia nigra, entsteht ein Dopaminmangel, der sich durch Schüttellähmung bemerkbar macht. Der Mangel kann zwar für einige Zeit therapeutisch kompensiert werden, beispielsweise durch die Gabe von L-Dopa oder Dopaminagonisten, aber der zunehmende Untergang der Neuronen ist dadurch nicht aufzuhalten.

Als Ursache für die Neurodegeneration haben Forscher in den letzten zwei Jahrzehnten toxische Protein-Aggregate identifizieren können, wobei das Protein a-synuclein eine Schlüsselstellung einnimmt. Unklar war bisher, warum nur ganz spezielle Gruppen von Nervenzellen – wie die dopaminergen Substantia nigra Neuronen – von diesem Prozess betroffen sind, während andere, etwa unmittelbar benachbarte dopaminergen Neuronen, diesen Krankheitsprozess fast unbeschadet überstehen.

Das Forscherteam um Dr. Mahalakshmi Subramaniam und Prof. Jochen Roeper aus dem Institut für Neurophysiologie an der Goethe Universität konnte in Zusammenarbeit mit Frankfurter Kollegen aus der Experimentellen Neurologie und Forschern der Universität Freiburg erstmals anhand eines genetischen Mausmodells zeigen, wie die empfindlichen dopaminergen Neuronen der Substantia nigra auf die toxischen Proteine reagieren. In dem Mausmodell wird eine mutiertes a-synculein Gen (A53T) exprimiert, das auch beim Menschen Parkinson verursacht.

Wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe des Journal of Neuroscience berichten, reagieren die empfindlichen dopaminergen Neuronen der Substantia nigra auf eine Anhäufung der toxischen Proteine, indem sie ihre elektrische Aktivität im intakten Gehirn deutlich erhöhen. Die weniger empfindlichen benachbarten dopaminergen Neuronen bleiben dagegen unbeeinflusst.

„Dieser Prozess setzte bei der Maus bereits ein Jahr vor den ersten Defiziten des Dopaminsystems ein und ist damit ein erster funktioneller Biomarker, der in Zukunft eventuell auch im Menschen zur Früherkennung einer sich anbahnenden Parkinsonschen Erkrankung dienen könnte“, erklärt Prof. Jochen Roeper. „Für die Entwicklung von neuroprotektiven Therapien ist die Möglichkeit der vorklinischen Früherkennung von Risikopersonen essentiell.“

Die Frankfurter Forscher haben auch den Proteinschalter – einen Ionenkanal - identifiziert, dessen oxidative Störung für die Erhöhung der elektrischen Aktivität und den damit verbundenen Stress in den Nervenzellen verantwortlich ist. Damit haben sie auch ein neues Zielprotein für die Neuroprotektion von dopaminergen Nervenzellen gefunden. In Hirnschnitten lässt sich die Störung der „elektrischen Bremse“ in den Ionenkanälen bereits durch die Gabe von Redoxpuffern rückgängig machen.

Gelingt es künftig, dessen Empfindlichkeit auch im Mausmodell durch Medikamente zu reduzieren, könnte das Absterben der dopaminergen Nervenzellen in der Substantia Nigra verhindert werden. Die Forscher untersuchen zurzeit, ob sich ähnliche Prozesse auch bei anderen Parkinson-Genen und beim Altern einstellen können. „Langfristig gilt es dann zu überprüfen, inwieweit die Ergebnisse von der Maus auf den Menschen übertragbar sind“, sagt Roeper.

Publikation: Mahalakshmi Subramaniam et al.: Mutant a-Synuclein Enhances Firing Frequencies in Dopamine Substantia Nigra Neurons by Oxidative Impairment of A-Type Potassium Channels, The Journal of Neuroscience, October 8, 2014 • 34(41):13586 –13599. doi:10.1523/JNEUROSCI.5069-13.2014.

Informationen: Prof. Jochen Roeper, Institut für Physiologie, Universitätsklinikum Frankfurt, Tel.: (069) 6301–84091, roeper@em.uni-frankfurt.de.

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 2014 feiert sie ihren 100. Geburtstag. 1914 gegründet mit rein privaten Mitteln von freiheitlich orientierten Frankfurter Bürgerinnen und Bürgern fühlt sie sich als Bürgeruniversität bis heute dem Motto „Wissenschaft für die Gesellschaft“ in Forschung und Lehre verpflichtet. Viele der Frauen und Männer der ersten Stunde waren jüdische Stifter. In den letzten 100 Jahren hat die Goethe-Universität Pionierleistungen erbracht auf den Feldern der Sozial-, Gesellschafts- und Wirtschaftswissenschaften, Chemie, Quantenphysik, Hirnforschung und Arbeitsrecht. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Heute ist sie eine der zehn drittmittelstärksten und drei größten Universitäten Deutschlands mit drei Exzellenzclustern in Medizin, Lebenswissenschaften sowie Geisteswissenschaften.“

Mehr Informationen unter http://www2.uni-frankfurt.de/gu100

Herausgeber: Der Präsident
Abteilung Marketing und Kommunikation, Postfach 11 19 32,
60054 Frankfurt am Main
Redaktion: Dr. Anne Hardy, Referentin für Wissenschaftskommunikation Telefon (069) 798 – 2 92 28, Telefax (069) 798 – 763 12531, E-Mail hardy@pvw.uni-frankfurt.de
Internet: www.uni-frankfurt.de

Dr. Anne Hardy | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Verschwindende Äderchen: Diabetes schädigt kleine Blutgefäße am Herz und erhöht das Infarkt-Risiko
23.03.2017 | Technische Universität München

nachricht Ein Knebel für die Anstandsdame führt zu Chaos in Krebszellen
22.03.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise