Das Molekül namens Kardiolipin ist ein wesentlicher Bestandteil der Mitochondrienmembran, die die winzigen „Kraftwerke“ innerhalb der Zellen sind, die ihnen Energie geben und ihren Stoffwechsel in Gang halten.
Lewy-Körper sind ein Merkmal der Parkinson-Krankheit. Sie enthalten giftige Ansammlungen von Alpha-Synuclein und anderen Proteinen, die sich nicht richtig gefaltet haben.
In einem kürzlich in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlichten Artikel beschreiben Forscher der University of Guelph in Kanada, wie sie einen „neuen Mechanismus“ entdeckt haben, in dem Kardiolipin Alpha-Synuclein faltet.
Sie entdeckten auch, dass Kardiolipin Alpha-Synuclein aus den giftigen Ansammlungen extrahieren und es so effektiv „puffern“ oder den Fortschritt der Proteintoxizität verlangsamen kann.
Der leitende Autor der Studie, Scott D. Ryan, Professor am Department für Molekular- und Zellbiologie der Universität, bemerkt:
„Die Identifizierung der entscheidenden Rolle von Kardiolipin bei der Aufrechterhaltung von funktionellem Alpha-Synuclein bedeutet, dass Kardiolipin Gegenstand neuer Studien zur Entwicklung von Therapien gegen die Parkinson-Krankheit sein könnte.“
Der Mechanismus von Alpha-Synuclein ist nicht klar
Die Parkinson-Krankheit ist eine degenerative Erkrankung, die im Laufe der Zeit fortschreitet. Die häufigsten Symptome der Erkrankung umfassen Zittern, Muskelsteifheit, Beeinträchtigung von Balance und Koordination sowie Langsamkeit der Bewegungen. Es gibt auch nicht-motorische Symptome wie Angst, Depression, Schlafstörungen, Verstopfung und Müdigkeit.
Weltweit leben mehr als 10 Millionen Menschen mit dieser Erkrankung, darunter etwa 300.000 in Italien. Die Krankheit tritt hauptsächlich nach dem 50. Lebensjahr auf, kann aber in 10% der Fälle auch früher auftreten.
Der Hauptunterschied zwischen der Parkinson-Krankheit und anderen Bewegungsstörungen besteht darin, dass erstere durch den Tod bestimmter Zellen in der Substantia nigra verursacht wird, die Dopamin produzieren.
Dopamin und seine Rolle bei der Parkinson-Krankheit
Dopamin ist ein Neurotransmitter, der dabei hilft, Bewegungen zu kontrollieren. Viele Behandlungen für Parkinson zielen darauf ab, die dopaminergen Spiegel im Gehirn zu erhöhen.
Obwohl falsch gefaltetes Alpha-Synuclein ein Merkmal von Lewy-Körpern ist – deren Vorhandensein bei der Parkinson-Krankheit dem Tod dopaminerger Zellen vorausgeht – ist der spezifische Mechanismus in gewisser Weise unklar.
Was wir jedoch wissen, ist, dass Alpha-Synuclein in seiner normalen Form wichtig für die ordnungsgemäße Funktion von Zellen zu sein scheint.
Beispielsweise gibt es Hinweise darauf, dass Alpha-Synuclein wichtig für die Erhaltung und das Recycling von Neurotransmittern ist und auch an der Regulation von Enzymen beteiligt sein kann, die die Dopaminspiegel erhöhen.
Die Wirkung von Kardiolipin in Gehirnzellen nimmt ab
Um herauszufinden, wie Gehirnzellen mit der falschen Faltung von Alpha-Synuclein umgehen, führten Prof. Ryan und seine Kollegen Experimente mit menschlichen Stammzellen durch.
„Wir dachten, wenn wir besser verstehen könnten, wie Zellen normalerweise Alpha-Synuclein falten, könnten wir diesen Prozess nutzen, um diese Aggregate aufzulösen und die Ausbreitung der Krankheit zu verlangsamen.“
Die Forscher verglichen normale Stammzellen mit denen von Parkinson-Patienten, die eine mutierte Version des Alpha-Synuclein-Gens aufwiesen.
Durch diese Experimente fand das Team heraus, dass Alpha-Synuclein an die Mitochondrien innerhalb der Gehirnzellen bindet und dass Kardiolipin in den Mitochondrien das Protein ordnungsgemäß in „nicht toxische Formen“ faltet, wodurch der Prozess der Alpha-Synuclein-Toxizität verlangsamt wird.
Die Wissenschaftler stellten auch fest, dass die „Pufferkapazität“ in Zellen mit mutierten Formen von Alpha-Synuclein aufgrund einer Vertrautheit mit der Krankheit verringert ist.
Daher vermuten die Forscher, dass die Fähigkeit von Kardiolipin, den Fortschritt der Alpha-Synuclein-Toxizität zu verlangsamen oder zu stoppen, letztendlich überwältigt wird und zum Tod von Zellen bei Menschen mit Parkinson-Krankheit führt.
Sie glauben, dass ihre Ergebnisse zu einem neuen Medikament führen könnten, das den Krankheitsverlauf verlangsamt, indem es die Rolle von Kardiolipin bei der Faltung von Alpha-Synuclein ins Visier nimmt.
„Die Hoffnung ist, dass wir motorische Defizite in Tierversuchen erhalten können: Das ist ein großer Schritt zur Behandlung der Ursache dieser Krankheit.“
„Auf der Grundlage dieses Ergebnisses haben wir nun ein besseres Verständnis dafür, warum Nervenzellen bei Parkinson sterben, und wie wir möglicherweise eingreifen können“.
Prof. Scott D. Ryan
