Parkinson: "Genetischer Schalter" könnte eine Schlüsselrolle bei der Erhaltung von Gehirnzellen spielen

Die Entdeckung eines "genetischen Schalters", der hilft, die Gesundheit der Gehirnzellen zu erhalten, könnte zu neuen Behandlungen führen, die die Symptome der Parkinson-Krankheit verzögern oder sogar verhindern könnten.
Die Forscher verwendeten Fruchtfliegen, die mutierte Formen der PINK1- und PARKIN-Gene trugen, um nach anderen Genen zu suchen, die an der Parkinson-Krankheit beteiligt sind.
Bildnachweis: Miguel Martins, Universität von Leicester

So schlossen Forscher an der University of Leicester in Großbritannien eine neue Studie, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Zelltod und Differenzierung.

Weltweit leben mehr als 10 Millionen Menschen mit der Parkinson-Krankheit, einer fortschreitenden Gehirnverwirrungsstörung, die sich auf die Bewegung auswirkt.

Parkinson-Krankheit verursacht Symptome, die umfassen: Muskelsteifheit; Gehbehinderung, Gleichgewicht und Haltung; Zittern in den Gliedmaßen, Händen, Gesicht und Kiefer; und Probleme mit der Sprache.

Die Krankheit befällt hauptsächlich einen Teil des Gehirns, die so genannte Substantia Nigra, wo sie nach und nach lebenswichtige Gehirnzellen oder Neuronen zerstört, die Dopamin produzieren - einen chemischen Botenstoff, der für die Steuerung der Bewegung essentiell ist.

Der Verlust von Dopamin-produzierenden Zellen kann aus einer Reihe von Gründen auftreten, aber in einigen erblichen Fällen der Parkinson-Krankheit kann es aus ungesunden Mitochondrien resultieren - winzige Kompartimente in Zellen, die sie mit Energie versorgen, um zu funktionieren und am Leben zu bleiben.

Genetischer Schalter kontrolliert die Gesundheit der Mitochondrien

Einige erbliche Formen der Parkinson-Krankheit werden durch Mutationen in den Genen PINK1 und PARKIN verursacht, die eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung der Qualität und Integrität von Mitochondrien spielen.

• Etwa 60.000 Menschen werden jedes Jahr in den USA mit Parkinson diagnostiziert
• Männer entwickeln 1,5 Mal häufiger eine Krankheit als Frauen
• Die durchschnittlichen Kosten für Medikamente für einen Parkinson-Patienten betragen 2.500 USD pro Jahr.

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Für ihre Studie verwendete das Team Fruchtfliegen, weil sie ein gutes Modell für die Untersuchung der genetischen und molekularen Prozesse menschlicher Krankheiten bieten. Die Insekten tragen ungefähr 75 Prozent der Gene, die menschliche Krankheiten verursachen.

Zum Beispiel, Fruchtfliegen mit Mutationen in PINK1 und PARKIN zeigen auch Markenzeichen der Parkinson-Krankheit - sie haben schwache Muskeln, kämpfen um zu fliegen, bewegen sich langsam und verlieren Dopamin-Zellen in ihren Gehirnen. Sie akkumulieren auch defekte Mitochondrien.

Die Forscher nutzten Fruchtfliegen mit mutierten Formen der PINK1- und PARKIN-Gene, um nach anderen Genen zu suchen, die an der Parkinson-Krankheit beteiligt sind.

Mithilfe eines Ansatzes namens Bioinformatik entdeckten sie, dass ein Gen namens ATF4 für die Gesundheit der Mitochondrien lebenswichtig ist. Es dient als Schalter zum Erhöhen oder Verringern der Aktivität von PINK1 und PARKIN.

Studienleiter Dr. Miguel Martins von der MRC Toxicology Unit in Leicester, erklärt, dass, wenn ATF4 Expression in den Fruchtfliegen reduziert wurde, reduzierte es auch die Expression von PINK1 und PARKIN, was zu "dramatischen Bewegungsstörungen, verminderte Lebensdauer und dysfunktionale Mitochondrien in das Gehirn."

Das Team fand auch heraus, dass die Überexpression dieser mitochondrialen Gene in Fruchtfliegenmodellen der Parkinson-Krankheit die mitochondriale Funktion wiederherstellt und den Verlust von Gehirnzellen verhindert.

Durch das Auffinden der Gennetzwerke, die die mitochondrialen Prozesse koordinieren, die die Gehirnzellen gesund halten, glaubt das Team, dass sie eine Reihe neuer Ziele für die Behandlung der Parkinson-Krankheit identifiziert haben.

"Das Studium der Rolle dieser Gene in menschlichen Neuronen könnte zu maßgeschneiderten Interventionen führen, die eines Tages den bei Parkinson beobachteten neuronalen Verlust verhindern oder verzögern könnten."

Dr. Miguel Martins

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