Menschen, die vor dem 50. Lebensjahr an der Parkinson-Krankheit erkranken, wurden laut einer neuen Cedars-Sinai-Forschung möglicherweise mit gestörten Gehirnzellen geboren, die jahrzehntelang unentdeckt blieben. Die Forschung weist auf ein Medikament hin, das möglicherweise helfen könnte, diese Krankheitsprozesse zu korrigieren.
Parkinson tritt auf, wenn Gehirnneuronen, die Dopamin produzieren, eine Substanz, die hilft, Muskelbewegungen zu koordinieren, beeinträchtigt werden oder sterben. Zu den Symptomen, die sich mit der Zeit verschlimmern, gehören langsame Bewegungen, steife Muskeln, Zittern und Gleichgewichtsverlust. In den meisten Fällen ist die genaue Ursache des Neuronenversagens unklar und es gibt keine bekannte Heilung.
Jedes Jahr wird bei mindestens 500.000 Menschen in den USA Parkinson diagnostiziert, Tendenz steigend. Obwohl die meisten Patienten zum Zeitpunkt der Diagnose 60 Jahre oder älter sind, sind etwa 10 % zwischen 21 und 50 Jahre alt. Die neue Studie, die in der Zeitschrift Nature Medicine veröffentlicht wurde, konzentriert sich auf diese jungen Patienten.
"Parkinson im jungen Alter ist besonders herzzerreißend, weil es Menschen in der Blüte ihres Lebens trifft", sagte Michele Tagliati, MD, Direktor des Programms für Bewegungsstörungen, stellvertretender Vorsitzender und Professor in der Abteilung für Neurologie am Cedars-Sinai. „Diese aufregende neue Forschung lässt hoffen, dass wir eines Tages in der Lage sein könnten, diese Krankheit bei gefährdeten Personen zu erkennen und frühzeitig Maßnahmen zu ergreifen, um sie zu verhindern.“Tagliati war Co-Autor der Studie.
Zur Durchführung der Studie generierte das Forschungsteam spezielle Stammzellen, bekannt als induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs), aus Zellen von Patienten mit Parkinson-Krankheit im jungen Alter. Bei diesem Prozess werden erwachsene Blutkörperchen „in der Zeit zurück“in einen primitiven embryonalen Zustand versetzt. Diese iPSCs können dann jeden Zelltyp des menschlichen Körpers produzieren, die alle genetisch identisch mit den eigenen Zellen des Patienten sind. Das Team verwendete die iPSCs, um Dopamin-Neuronen von jedem Patienten zu produzieren, kultivierte sie dann in einer Schale und analysierte die Funktionen der Neuronen.
"Unsere Technik gab uns ein Zeitfenster zurück, um zu sehen, wie gut die Dopamin-Neuronen von Anfang an im Leben eines Patienten funktioniert haben könnten", sagte Clive Svendsen, PhD, Direktor des Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute und Professor für Biomedizinische Wissenschaften und Medizin am Cedars-Sinai. Er war der leitende Autor der Studie.
Die Forscher entdeckten zwei wichtige Anomalien in den Dopamin-Neuronen in der Schale:
- Ansammlung eines Proteins namens Alpha-Synuclein, das bei den meisten Formen der Parkinson-Krankheit vorkommt.
- Fehlfunktionierende Lysosomen, Zellstrukturen, die als "Mülleimer" für die Zelle dienen, um Proteine abzubauen und zu entsorgen. Diese Fehlfunktion könnte dazu führen, dass sich Alpha-Synuclein ansammelt.
"Was wir mit diesem neuen Modell sehen, sind die allerersten Anzeichen von Parkinson im Kindes alter", sagte Svendsen. „Es scheint, dass Dopamin-Neuronen bei diesen Personen Alpha-Synuclein über einen Zeitraum von 20 oder 30 Jahren misshandeln, was zum Auftreten von Parkinson-Symptomen führt.“
Die Forscher verwendeten ihr iPSC-Modell auch, um eine Reihe von Medikamenten zu testen, die die von ihnen beobachteten Anomalien rückgängig machen könnten. Sie fanden heraus, dass ein Medikament, PEP005, das bereits von der Food and Drug Administration zur Behandlung von Hautkrebsvorstufen zugelassen ist, die erhöhten Alpha-Synuclein-Spiegel sowohl in den Dopamin-Neuronen in der Schale als auch in Labormäusen reduzierte.
Das Medikament wirkte auch einer anderen Anomalie entgegen, die sie in den Dopamin-Neuronen der Patienten fanden – erhöhte Werte einer aktiven Version eines Enzyms namens Proteinkinase C – obwohl die Rolle dieser Enzymversion bei Parkinson nicht klar ist.
Für die nächsten Schritte, sagte Tagliati, plant das Team zu untersuchen, wie PEP005, das derzeit in Gelform erhältlich ist, an das Gehirn abgegeben werden könnte, um möglicherweise früh einsetzende Parkinson-Krankheit zu behandeln oder zu verhindern. Das Team plant auch weitere Untersuchungen, um festzustellen, ob die Anomalien, die die Studie in Neuronen von Parkinson-Patienten im jungen Alter gefunden hat, auch bei anderen Formen von Parkinson existieren.
"Diese Forschung ist ein herausragendes Beispiel dafür, wie Ärzte und Forscher aus verschiedenen Disziplinen ihre Kräfte bündeln, um translationale Wissenschaft mit dem Potenzial zu produzieren, Patienten zu helfen", sagte Shlomo Melmed, MB, ChB, Executive Vice President of Academic Affairs und Dekan der Medizinischen Fakultät in Cedars-Sinai. „Diese wichtige Arbeit wird durch die Doppelspitze von Cedars-Sinai als angesehene akademische Einrichtung und herausragendes Krankenhaus ermöglicht."
Die Co-Erstautoren der Studie waren der Postdoktorand Alexander Laperle, PhD, und die Projektwissenschaftler Samuel Sances, PhD, und Nur Yucer, PhD, alle aus Svendsens Labor. An der Studie waren neben dem Regenerative Medicine Institute and Neurology das Department of Biomedical Sciences, das Center for Bioinformatics and Functional Genomics, das Smidt Heart Institute, das Samuel Oschin Comprehensive Cancer Institute und die Research Division of Immunology in Cedars-Sinai sowie die UCLA beteiligt.
