Parkinson-Forschung: Parkin schützt Nervenzellen vor dem Zelltod

Das Protein Parkin bewahrt Nervenzellen vor dem Zelltod. Über welchen Mechanismus diese schützende Funktion vermittelt wird, war allerdings bislang unklar. Nun konnten Wissenschaftler der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und des Helmholtz Zentrums München gemeinsam den entscheidenden Signalweg identifizieren. Ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift ‚Molecular Cell‘ veröffentlicht.

Dem Morbus Parkinson, einer der häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen, liegt ein Absterben von Nervenzellen insbesondere im Mittelhirn zugrunde. Dies führt zu den klinischen Symptomen der Krankheit, wie eingeschränkter Beweglichkeit und Zittern. In Deutschland sind schätzungsweise 300.000 Menschen von der Parkinson-Erkrankung betroffen, bei ca. zehn Prozent der Parkinson-Patienten finden sich genetische Mutationen u.a. im Parkin-Gen. Parkin hat einen schützenden Effekt auf Nervenzellen und verhindert deren Zelltod. In der aktuellen Studie konnte nun eine neue neuroprotektive, also Nervenzellen-schützende, Funktion von Parkin aufgedeckt werden. Die Erforschung der beteiligten molekularen Funktionen ist für die Parkinson-Forschung von großem Interesse, da sie Einblicke in die Entstehungsmechanismen der Erkrankung ermöglicht.

Dem interdisziplinären Team unter der Leitung von Privatdozentin Dr. Dr. Konstanze Winklhofer von der LMU München und dem Deutschen Forschungszentrum für neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) gehören auch die Wissenschaftler um Dr. Daniel Krappmann vom Institut für Molekulare Toxikologie und Pharmakologie (TOXI) und Prof. Dr. Wolfgang Wurst vom Institut für Entwicklungsgenetik (IDG) am Helmholtz Zentrum München an, die wesentliche Beiträge zu den Ergebnissen leisteten. Dieses Team konnte schon in früheren Studien eine neuroprotektive Funktion des Parkins beobachten, wobei auffiel, dass bei einem Funktionsverlust von Parkin die Funktion der Mitochondrien, die die Zellen mit Energie versorgen, beeinträchtigt ist.

In darauf aufbauenden Studien wurde nun der neue neuroprotektive Signalweg des Parkins entdeckt. Hierbei spielt das Protein NEMO (NF-kappaB essentieller Modulator) eine entscheidende Rolle. Parkin hängt eine Kette von Ubiquitin-Molekülen an NEMO an und aktiviert damit eine Signalkaskade, welche die Expression von Zielgenen auslöst, die das Überleben der Nervenzellen garantieren. Ein wichtiges dieser Zielgene ist das mitochondriale Protein OPA1, welches die Mitochondrien in den Nervenzellen schützt und damit das Absterben der Nervenzellen im Mittelhirn verhindern kann.

„Aus der Aufklärung dieser neuroprotektiven Mechanismen können sich neue therapeutische Ansätze zur Behandlung oder Prävention von Morbus Parkinson ergeben. Ziel ist es hierfür, den schützenden Parkin-abhängigen Signalweg zu steigern, um das unkontrollierte Absterben der Nervenzellen und damit die motorischen Ausfälle zu verhindern.“ erklären die Wissenschaftler.
Der Schwerpunkt der Gesundheitsforschung am Helmholtz Zentrum München liegt auf den großen Volkskrankheiten. Dazu zählen unter dem Überbegriff „Mental Health“ auch neurodegeneative und neuropsychiatrische Erkrankungen wie Morbus Parkinson, Morbus Alzheimer und Depression. Ziel des Helmholtz Zentrums München ist es, Ergebnisse aus der Grundlagenforschung schnell weiterzuentwickeln, um konkreten Nutzen für die Gesellschaft zu erbringen.

Weitere Informationen

Original-Publikation:
Müller-Rischart, A. et al. (2013), The E3 ligase parkin maintains mitochondrial integrity by increasing linear ubiquitination of NEMO, Molecular Cell.
Link zur Fachpublikation: http://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765%2813%2900100-7

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