Das Molekül mit der Bezeichnung Cardiolipin ist ein wesentlicher Bestandteil der Membran der Mitochondrien, der winzigen “Kraftwerke” in den Zellen, die ihnen Energie liefern und ihren Stoffwechsel vorantreiben.
Lewy-Körperchen sind ein Merkmal der Parkinson-Krankheit. Sie enthalten toxische Cluster von Alpha-Synuclein und anderen Proteinen, die sich nicht richtig gefaltet haben.
In einem kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Artikel haben Forscher des’Universität von Guelph in Kanada beschreiben, wie sie “einen neuen Mechanismus” entdeckt haben, bei dem Cardiolipin Alpha-Synuclein biegt.
Sie fanden auch heraus, dass Cardiolipin Alpha-Synuclein aus toxischen Clustern “extrahieren” und falten kann, wodurch das Fortschreiten der Toxizität des Proteins “effektiv gepuffert” oder verzögert wird.
Leitende Studienautorin Scott D. Ryan, Professor in der Abteilung für Molekular- und Zellbiologie an der Universität, stellt er fest:
“Die Identifizierung der entscheidenden Rolle von Cardiolipin bei der Aufrechterhaltung von funktionellem Alpha-Synuclein bedeutet, dass Cardiolipin in neuen Studien zur Entwicklung von Therapien gegen die Parkinson-Krankheit von Interesse sein könnte”.”
Der Mechanismus von Alpha-Synuclein ist unklar
Die Parkinson-Krankheit ist eine degenerative Erkrankung, die sich mit der Zeit verschlimmert. Zu den häufigsten Symptomen der Krankheit gehören Zittern, Muskelsteifheit, Gleichgewichts- und Koordinationsstörungen sowie eine Verlangsamung der Bewegungen.
Es gibt auch bewegungsunabhängige Symptome wie Angstzustände, Depressionen, Schlafstörungen, Verstopfung und Müdigkeit.
Weltweit leben mehr als 10 Millionen Menschen mit dieser Krankheit, darunter etwa 300.000 in Italien. Die Krankheit tritt hauptsächlich nach dem 50. Lebensjahr auf, obwohl sie in 10% der Fälle auch früher auftreten kann.
Der Hauptunterschied zwischen der Parkinson-Krankheit und anderen Bewegungsstörungen besteht darin, dass erstere durch das Absterben bestimmter Zellen in der Substantia nigra verursacht wird, die für die Dopaminproduktion zuständig sind.
Dopamin und seine Rolle bei der Parkinson-Krankheit
Dopamin ist ein Botenmolekül oder Neurotransmitter, der zur Steuerung von Bewegungen beiträgt. Viele Behandlungen der Parkinson-Krankheit zielen darauf ab, den Dopaminspiegel im Gehirn zu erhöhen.
Obwohl fehlgefaltetes Alpha-Synuclein ein Merkmal der Lewy-Körperchen ist - deren Vorhandensein bei der Parkinson-Krankheit dem Absterben der Dopamin-Zellen vorausgeht -, ist der spezifische Mechanismus nicht ganz klar.
Was wir jedoch wissen, ist, dass Alpha-Synuclein in seiner normalen Form für das reibungslose Funktionieren der Zellen wichtig zu sein scheint.
So gibt es beispielsweise Hinweise darauf, dass Alpha-Synuclein für die Speicherung und das Recycling von Neurotransmittern wichtig ist und möglicherweise auch an der Kontrolle von Enzymen beteiligt ist, die den Dopaminspiegel erhöhen.
Die Wirkung von Cardiolipin ist in Gehirnzellen reduziert
Um herauszufinden, wie die Gehirnzellen mit der falschen Faltung von Alpha-Synuclein umgehen, hat das Prof. Ryan und seine Kollegen führten Experimente mit menschlichen Stammzellen durch.
“Wir dachten, wenn wir besser verstehen, wie Zellen Alpha-Synuclein normalerweise falten, könnten wir uns diesen Prozess zunutze machen, um diese Aggregate aufzulösen und die Ausbreitung der Krankheit zu verlangsamen.
Die Forscher verglichen normale Stammzellen mit denen von Menschen mit Parkinson-Krankheit, die eine mutierte Version des Alpha-Synuclein-Gens hatten.
Bei diesen Experimenten entdeckte das Team, dass sich Alpha-Synuclein an die Mitochondrien in den Gehirnzellen anlagert und dass das Kardiolipin in den Mitochondrien das Protein korrekt in “ungiftige Formen” faltet und damit den Prozess der Alpha-Synuclein-Toxizität verzögert.
Die Wissenschaftler fanden auch heraus, dass die “Pufferkapazität” in Zellen, die die mutierten Formen von Alpha-Synuclein aufweisen, aufgrund der Vertrautheit mit der Krankheit verringert ist.
Daher spekulieren die Forscher, dass die Fähigkeit von Cardiolipin, das Fortschreiten der Alpha-Synuclein-Toxizität zu verlangsamen oder aufzuhalten, schließlich überfordert ist und bei Menschen mit Parkinson-Krankheit zum Zelltod führt.
Sie glauben, dass ihre Ergebnisse zu einem neuen Medikament führen könnten, das das Fortschreiten der Krankheit verlangsamt, indem es auf die Rolle von Cardiolipin bei der Faltung von Alpha-Synuclein abzielt.
“Wir hoffen, dass wir die motorischen Defizite im Tierversuch erhalten können: Das ist ein großer Schritt zur Behandlung der Ursache dieser Krankheit.
“Auf der Grundlage dieses Ergebnisses verstehen wir jetzt besser, warum Nervenzellen bei der Parkinson-Krankheit absterben und wie wir möglicherweise eingreifen können.
Prof. Scott D. Ryan
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