Parkinson-Forschung: Schutz vor neuronalem Zelltod

Parkinson ist eine der häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen. Parkinson-Kranke zittern unkontrolliert und verlieren an Beweglichkeit. Die Gesamtzahl der an Parkinson Erkrankten in Deutschland wird auf etwa 300.000 geschätzt.

Meist tritt die Krankheit zwischen dem 50. und 70. Lebensjahr auf. Ursache ist das Absterben von Nervenzellen (Neuronen) in einer Region des Mittelhirns, der sogenannten Substantia nigra, die in neuronale Schaltkreise zur Regulation der Motorik eingebunden ist. Bei etwa zehn Prozent der Fälle sind Genmutationen für die Parkinson-Erkrankung verantwortlich, darunter Mutationen im Parkin-Gen.

„Diese Gene sind für Wissenschaftler besonders interessant, da eine Aufklärung ihrer Funktion Einblicke in die Mechanismen der Parkinson-Erkrankung erlaubt“, sagt Dr. Konstanze Winklhofer vom Adolf-Butenandt-Institut der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München und dem Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE). Die Arbeitsgruppe um Konstanze Winklhofer hat bereits in früheren Studien demonstrieren können, dass Parkin Nervenzellen unter Stressbedingungen vor Zelltod schützen kann. Im Rahmen dieser Untersuchungen fiel auf, dass der Funktionsverlust von Parkin Mitochondrien, die die Zellen mit Energie versorgen, beeinträchtigt. Nun konnte die Arbeitsgruppe den Mechanismus dieser Schutzwirkung aufklären.

„Wir haben beobachtet, dass ein bislang nicht bekannter Signalweg für die neuroprotektive Wirkung von Parkin verantwortlich ist“, sagt Konstanze Winklhofer. Bei dem neu entdeckten Signalweg spielt das Protein NEMO eine entscheidende Rolle. Parkin wirkt als Enzym, das an NEMO eine Kette von Ubiquitin-Molekülen anhängt. Dadurch kann NEMO eine nachgeschaltete Abfolge von Signalen aktivieren. Dem Team um Konstanze Winklhofer ist es gelungen, ein Zielgen dieses Signalwegs zu identifizieren, das für das mitochondriale Protein OPA1 kodiert. OPA1 vermittelt die Schutzwirkung von Parkin auf die Mitochondrien und verhindert dadurch neuronalen Zelltod.

„Daraus können sich neue therapeutische Strategien ergeben, die darauf abzielen, diesen Signalweg effizienter zu aktivieren beziehungsweise unter Stressbedingungen die Bildung von OPA1 zu steigern“, sagt Winklhofer.

Der neu identifizierte Signalweg ist möglicherweise auch für andere neurologische Erkrankungen relevant, bei denen ein Verlust von Nervenzellen auftritt. In laufenden Projekten verfolgt das Team um Konstanze Winklhofer, welche weiteren Zielmoleküle dieses Signalweges sich für protektive und therapeutische Interventionen eignen.

Publikation:
The E3 ligase parkin maintains mitochondrial integrity by increasing linear ubiquitination of NEMO
Anne Kathrin Müller-Rischart, Anna Pilsl, Patrick Beaudette, Maria Patra, Kamyar Hadian, Maria Funke, Regina Peis, Alexandra Deinlein, Carolin Schweimer, Peer-Hendrik Kuhn, Stefan F. Lichtenthaler, Elisa Motori, Silvana Hrelia, Wolfgang Wurst, Dietrich Trümbach, Thomas Langer, Daniel Krappmann, Gunnar Dittmar, Jörg Tatzelt and Konstanze F. Winklhofer
Molecular Cell 7. März 2013 (online 28. Februar 2013)

Ansprechpartnerin:
PD Dr. Konstanze F. Winklhofer
E-Mail: konstanze.winklhofer@med.uni-muenchen.de
Web: www.biochemie.abi.med.uni-muenchen.de/winklhofer/index.html