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Neue Ansätze für Parkinson-Therapie? Forscher untersuchen Stoffwechselveränderungen
Verlust des DJ1 Gen in Nervenzellen (grün) beeinträchtigt den Transport von Mitochondrien (rot).
Universität Luxemburg

Forscher des Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) der Universität Luxemburg und Partner in Konstanz, München und Bochum sind den Ursachen des vorzeitigen Alterns von Nervenzellen bei Parkinson-Patienten mit defektem DJ1 (PARK7) Gen auf den Grund gegangen. Durch den Gendefekt verändert sich der Zellstoffwechsel, so dass Nervenzellen sogenanntem oxidativen Stress sowie einer verstärkten Immunantwort im Gehirn ausgeliefert sind.

Die Parkinson-Krankheit, die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung, ist in 15% der Fälle genetisch bedingt. Das frühzeitige Altern der dopaminergen Nervenzellen in der Substantia nigra im Gehirn ist der Grund für die Bewegungsstörungen, die für die Krankheit charakteristisch sind. Wie es allerdings dazu kommt, ist bislang noch nicht vollständig aufgeklärt. Prof. Karsten Hiller, Leiter der “Metabolomics” Forschungsgruppe am LCSB sucht die Antwort im Stoffwechsel. In der jetzigen Studie untersuchte er mit seinem Forscherteam eine bestimmte Form der Parkinson-Krankheit, bei der das Gen DJ1 defekt ist. “Bei DJ1 kommt es auf die richtige Menge an. Während in einigen Krebsarten zu viel DJ1 vorkommt, sterben Nervenzellen mit zu wenig DJ1 in der Parkinson-Krankheit ab”, erklärt Hiller. Das Forscherteam hat daher den Stoffwechsel von Nervenzellen, denen DJ1 fehlt, genauer unter die Lupe genommen und dabei entdeckt, dass zwei wichtige Stoffwechselwege beeinträchtigt sind. “Ohne DJ1 können Nervenzellen nicht genügend Glutamin aufnehmen und die Serinproduktion ist beeinträchtigt. Beide Aminosäuren sind wichtig, um Glutathion aufzubauen, mit dessen Hilfe sogenannte freie Radikale unschädlich gemacht werden können”, erklärt Dr. Johannes Meiser, Erstautor der Studie. “Ohne DJ1 funktioniert dieser Abwehrmechanismus nicht ausreichend, es kommt zum sogenannten oxidativen Stress. Das lässt die Zellen früher altern.”

Außerdem konnte das Forscherteam zeigen, dass Mutationen im DJ1 Gen auch andere Zellen im Gehirn negativ beeinflussen. Mikrogliazellen, die im Gehirn für die Immunreaktion verantwortlich sind, werden durch ein defektes DJ1 Gen sozusagen hyperaktiv. “Eine Aktivierung von Mikrogliazellen kommt normalerweise nur vor, wenn im Gehirn etwas aufgeräumt werden muss, wie beispielsweise bei einer Entzündung”, erklärt Hiller. “Wenn diese Zellen allerdings dauerhaft aktiv sind, wie wir es im Falle des DJ1 Defekts entdeckt haben, schwächt dies die umliegenden Nervenzellen.” Interessanterweise konnten die Forscher Stoffwechselveränderungen nicht nur in Immunzellen des Gehirns, sondern auch im Blut von Parkinson-Patienten mit DJ1 Mutation feststellen. Hieraus könnten möglicherweise in Zukunft neue Wege zur Diagnose entstehen.

Im nächsten Schritt soll nun untersucht werden, wie die betroffenen Stoffwechselwege medikamentös beeinflusst werden können. Die beschriebenen Veränderungen im Glutamin- und Serinstoffwechsel könnten somit als neue Ansätze für Parkinson-Therapien dienen.


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J. Meiser, S. Delcambre, A. Wegner, C. Jäger, J. Ghelfi, A. Fouquier d'Herouel, X. Dong, D. Weindl, C. Stautner, Y. Nonnenmacher: Loss of DJ-1 impairs antioxidant response by altered glutamine and serine metabolism, Neurobiology of Disease 2016, DOI: 10.1016/j.nbd.2016.01.019
Universität Luxemburg - Université du Luxembourg
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969996116300195

02.03.2016

 

 
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