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25. Juni 2019

Neue Inhalte: Neuronale Parkinson-Einschlüsse sind anders als gedacht

Ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Prof. Henning Stahlberg vom Biozentrum, Universität Basel, hinterfragt in ihrer aktuellen Publikation die gängige Ursache von Parkinson. Die Forscher konnten nachweisen, dass die für Parkinson charakteristischen Einschlüsse in den Nervenzellen des Gehirns in den meisten Fällen nicht aus Proteinfibrillen bestehen, sondern vielmehr aus einem Gemenge von Membranfragmenten. Die nun in «Nature Neuroscience» publizierte Studie wirft neue Fragen zur Entstehung von Parkinson auf.

Inhalt von Lewy-Körperchen: Die Einschlüsse in den Nervenzellen enthalten statt der vermuteten Proteinfibrillen hauptsächlich Membranfragmente.

Die Parkinson-Krankheit zählt zu den häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen weltweit. Sie geht mit Bewegungsdefiziten einher, wie das Zittern von Armen und Beinen, langsamen Bewegungen, sowie Muskelstarre, die zusammen mit anderen nicht-motorischen Symptomen auftreten. Kennzeichen dieser sich unaufhaltsam verschlimmernden Krankheit sind unter anderem neuronale Einschlüsse, sogenannte Lewy-Körperchen, die sich in verschiedenen Bereichen des menschlichen Gehirns ansammeln. Jahrzehntelang hat man angenommen, dass Parkinson durch die Ablagerung von unlöslichen Fibrillen des Proteins alpha-Synuclein in den Lewy-Körperchen verursacht wird. 

Neuronale Einschlüsse gefüllt mit Membranfragmenten statt Proteinfibrillen 
Niederländische, deutsche und Schweizer Forscher, darunter auch das Team von Prof. Henning Stahlberg, widerlegen in ihrer aktuellen Studie nun diese gängige These. Mit modernsten Elektronenmikroskopen konnten sie zeigen, dass die Lewy-Körperchen statt der erwarteten alpha-Synuclein-Fibrillen hauptsächlich Membranfragmente, Lipide und anderes zelluläres Material enthalten. 

«Wir haben mit korrelativer Licht- und Elektronenmikroskopie das Gehirngewebe von verstorbenen Parkinson-Patienten angeschaut und herausgefunden, dass die Lewy-Körperchen hauptsächlich aus Membranfragmenten von Mitochondrien und anderen Organellen bestehen, aber keine oder nur verschwindend geringe Mengen an Fibrillen aufweisen», so Stahlberg. «Die Entdeckung, dass alpha-Synuclein nicht in Form von Fibrillen vorliegt, war für uns und das ganze Forschungsgebiet völlig unerwartet.»

Im Moment wissen die Forscher noch nicht, wo und in welcher Form sich das Protein alpha-Synuclein zwischen den Membranfragmenten versteckt, und auf welche Art und Weise es zur Bildung der Lewy-Körperchen beträgt. Ihre Arbeit zeigt jedoch, dass das Labormodell der alpha-Synuclein Fibrillen als Ursache und Mechanismus der Parkinson'schen Krankheit hinterfragt werden sollte. «Unsere Entdeckung deutet darauf hin, dass die Suche nach den Krankheitsursachen stärker durch Erforschung der Pathologie im Menschen geleitet werden sollte», so Stahlberg.

Ultra-strukturelle Einblicke in Zellorganellen
«Die Frage, warum es so lange nicht gelang, die Lewy-Körperchen besser zu charakterisieren, lässt sich vermutlich mit den früheren Probenpräparations- und Elektronenmikroskopie-Methoden beantworten. Die heutigen Methoden erlauben einen viel tieferen Einblick in die Strukturen des Menschlichen Gehirns», erklärt Stahlberg. «Die grosse Frage für uns ist nun: Wie trägt alpha-Synuclein zu Lewy-Körperchen bei, wenn nicht in Form von Fibrillen?»  Mit ihrer Arbeit werfen die Forscher viele neue Fragen hinsichtlich der Bedeutung der Lewy-Körperchen bei der Entstehung von Parkinson auf. Die Aufklärung solcher Zellstrukturen liefert wichtige Anhaltspunkte darüber, wie man die Bildung von Lewy-Körperchen und die Zerstörung der Zellstrukturen im Gehirn therapeutisch reduzieren oder aufhalten könnte. 

Originalpublikation:
Sarah H. Shahmoradian, Amanda J. Lewis, Christel Genoud, Jürgen Hench, Tim Moors, Paula Perez-Navarro, Daniel Castano-Diez, Gabriel Schweighauser, Alexandra Graff-Meyer, Kenneth N. Goldie, Rosmarie Sütterlin, Evelien Huisman, Angela Ingrassia, Yvonne de Gier, Annemieke J.M. Rozemuller, Jing Wang, Anne Da Paepe, Johannes Erny, Andreas Stämpfli, Jörg Hörnschemeyer, Frederik Großerüschkamp, Daniel Niedieker, Samir F. El-Mashtoly, Marialuida Quadri, Wilfred F.J. van IJcken, Vincenzo Bonifati, Klaus Gerwert, Bernd Bohrmann, Stephan Frank, Markus Britschgi, Henning Stahlberg, Wilma van de Berg, Matthias E. Lauer. Lewy pathology in Parkinson's disease consists of crowded organelles and lipid membranes. Nature Neuroscience, published online June 24, 2019.

Kontakt: Kommunikation, Katrin Bühler