Die Regeneration von Dopaminneuronen bringt neue Hoffnung für die Behandlung der Parkinson-Krankheit

In unserem Gehirn gibt es neben Neuronen, die Informationen übertragen und verarbeiten, auch Gliazellen, die die Neuronen zahlenmäßig weit übertreffen – wie zum Beispiel Astrozyten, die Neuronen Schutz und Unterstützung bieten können.

In einer diese Woche in Nature veröffentlichten Studie gelang es einem Forschungsteam der University of California in San Diego, Astrozyten im Gehirn von Mäusen in funktionelle Dopaminneuronen umzuwandeln, was neue Möglichkeiten für die Behandlung der Parkinson-Krankheit eröffnet.

Die Forschung wird auf dem Cover dieser Ausgabe von Nature vorgestellt | Lantao Gou

Die Parkinson-Krankheit ist wie die Alzheimer-Krankheit eine häufige neurodegenerative Erkrankung, für die es derzeit keine wirksame Behandlung gibt. Parkinson tritt häufiger bei älteren Menschen auf, aber auch immer mehr junge Menschen erkranken daran. Bei Boxkönig Ali wurde im Alter von 42 Jahren Parkinson diagnostiziert.

Typische Symptome der Parkinson-Krankheit sind Zittern und langsame Bewegungen der Hände im Ruhezustand. Auch die kognitiven Fähigkeiten der Patienten sind beeinträchtigt. Aus pathologischer Sicht ist ein wichtiges Merkmal der Parkinson-Krankheit das Absterben einer großen Zahl von Dopaminneuronen in der Substantia nigra-Region des Mittelhirns (Teil des Hirnstamms), was mit der abnormen motorischen Funktion des Patienten in Zusammenhang stehen kann.

Parkinson-Krankheit, wie sie im Handbuch der Erkrankungen des Nervensystems von 1886 beschrieben wird | William Richard Gowers

Astrozyten produzieren ein Protein namens PTBP1, das die Umwandlung der Zellen in Neuronen verhindert. Die Forscher isolierten Astrozyten aus Mäuse- und Menschenhirnen und reduzierten die Expression des Ptbp1-Gens in den Zellen. Nach 4 Wochen hatten sich 50–80 % der Astrozyten in Neuronen umgewandelt; Unter ihnen exprimierten die aus Astrozyten im Mittelhirn umgewandelten Neuronen Gene, die spezifisch von Dopaminneuronen exprimiert werden – das heißt, sie ähnelten den Dopaminneuronen im Gehirn.

Schematische Darstellung der Umwandlung von Astrozyten in Neuronen (PTB ist das PTBP1-Protein) | Natur

Anschließend injizierten die Forscher den Mäusen ein Virus, das die Expression des Ptbp1-Gens reduzierte. Nach 12 Wochen hatten sich mehr als 30 % der virusinfizierten Astrozyten in Dopaminneuronen mit normalen physiologischen Funktionen umgewandelt. Die Projektion von der Substantia nigra zum Striatum spielt eine wichtige Rolle bei der motorischen Kontrolle. Im Vergleich zu gesunden Mäusen betrug der Dopamingehalt im Striatum von Parkinson-Mäusen nur 25 %; Nach dieser Behandlung stieg der Dopaminspiegel auf 65 %.

Darüber hinaus versuchten die Forscher auch, Antisense-Oligonukleotide (eine Art chemisch modifizierter kurzkettiger Nukleinsäure), die mit Ptbp1 interferieren, direkt in das Mittelhirn zu injizieren, was ebenfalls gute therapeutische Wirkungen erzielte; und im Vergleich zu Viren ist diese Methode klinisch praktikabler.

Mithilfe von Antisense-Oligonukleotiden wurden Maus-Astrozyten (grün) dazu angeregt, sich in Neuronen (rot) zu verwandeln. | UC San Diego Gesundheitswissenschaften

Zunahme der Dopaminneuronen (grün) bei Mäusen nach Behandlung mit Antisense-Oligonukleotiden | UC San Diego Gesundheitswissenschaften

Neben der Parkinson-Krankheit könnte diese Arbeit auch bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen Anwendung finden. Bis zur tatsächlichen klinischen Anwendung ist es jedoch noch ein weiter Weg.

Verweise

Qian, H., Kang, X., Hu, J. et al. Umkehrung eines Modells der Parkinson-Krankheit mit in situ konvertierten nigralen Neuronen. Nature 582, 550–556 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2388-4

Autor: Insulindian

Herausgeber: Mai Mai

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