Eine neue Studie hat herausgefunden, dass übermäßige Kalziumspiegel im Gehirn hinter der Parkinson-Krankheit stehen.
Die Ergebnisse des internationalen Teams unter der Leitung der University of Cambridge sind ein weiterer Schritt, um zu verstehen, wie und warum Menschen Parkinson entwickeln.
Sie fanden heraus, dass Kalzium die Wechselwirkung zwischen kleinen Membranstrukturen innerhalb von Nervenenden, die für die neuronale Signalübertragung im Gehirn wichtig sind, und Alpha-Synuclein, dem mit der Parkinson-Krankheit assoziierten Protein, vermitteln kann.
Übermäßige Mengen an Kalzium oder Alpha-Synuclein können die Kettenreaktion auslösen, die zum Tod von Gehirnzellen führt.
Die Parkinson-Krankheit ist eine von mehreren neurodegenerativen Erkrankungen, die verursacht werden, wenn sich natürlich vorkommende Proteine in die falsche Form falten und mit anderen Proteinen zusammenkleben und schließlich dünne filamentartige Strukturen bilden, die als Amyloidfibrillen bezeichnet werden. Diese Amyloidablagerungen von aggregiertem Alpha-Synuclein, auch als Lewy-Körper bekannt, sind das Zeichen der Parkinson-Krankheit.
Seltsamerweise war bis jetzt nicht klar, was Alpha-Synuclein tatsächlich in der Zelle tut: warum es dort ist und was es tun soll. Es ist an verschiedenen Prozessen beteiligt, wie dem reibungslosen Fluss chemischer Signale im Gehirn und der Bewegung von Molekülen in und aus Nervenenden, aber genau, wie es sich verhält, ist unklar.
„Alpha-Synuclein ist ein sehr kleines Protein mit sehr geringer Struktur, und es muss mit anderen Proteinen oder Strukturen interagieren, um funktionsfähig zu werden, was das Studium schwierig gemacht hat“, sagte die leitende Autorin Dr. Gabriele Kaminski Schierle vom Cambridge Department of Cambridge Chemieingenieurwesen und Biotechnologie.
Dank hochauflösender Mikroskopietechniken ist es jetzt möglich, in Zellen zu schauen, um das Verhalten von Alpha-Synuclein zu beobachten. Zu diesem Zweck isolierten Kaminski Schierle und ihre Kollegen synaptische Vesikel, die Teil der Nervenzellen sind, in denen die Neurotransmitter gespeichert sind, die Signale von einer Nervenzelle zur anderen senden.
In Neuronen spielt Kalzium eine Rolle bei der Freisetzung von Neurotransmittern. Die Forscher beobachteten, dass das Alpha-Synuclein bei einem Anstieg des Kalziumspiegels in der Nervenzelle, beispielsweise bei neuronalen Signalen, an mehreren Stellen an synaptische Vesikel bindet, wodurch die Vesikel zusammenkommen. Dies könnte darauf hinweisen, dass die normale Rolle von Alpha-Synuclein darin besteht, die chemische Übertragung von Informationen über Nervenzellen zu unterstützen.
„Dies ist das erste Mal, dass wir sehen, dass Kalzium die Art und Weise beeinflusst, wie Alpha-Synuclein mit synaptischen Vesikeln interagiert“, sagte Dr. Janin Lautenschlger, der Erstautor des Papiers. „Wir denken, dass Alpha-Synuclein fast wie ein Kalziumsensor ist. In Gegenwart von Kalzium verändert es seine Struktur und die Art und Weise, wie es mit seiner Umgebung interagiert, was für seine normale Funktion wahrscheinlich sehr wichtig ist. “
„Es gibt ein feines Gleichgewicht zwischen Kalzium und Alpha-Synuclein in der Zelle, und wenn zu viel von dem einen oder anderen vorhanden ist, wird das Gleichgewicht gekippt und die Aggregation beginnt, was zur Parkinson-Krankheit führt“, sagte Co-Erstautor Dr. Amberley Stephens .
Das Ungleichgewicht kann durch eine genetische Verdoppelung der Menge an Alpha-Synuclein (Genduplikation), durch eine altersbedingte Verlangsamung des Abbaus von überschüssigem Protein, durch einen erhöhten Kalziumspiegel in Neuronen, die gegenüber Parkinson empfindlich sind, oder durch eine Störung verursacht werden assoziierter Mangel an Calciumpufferkapazität in diesen Neuronen.
Das Verständnis der Rolle von Alpha-Synuclein bei physiologischen oder pathologischen Prozessen kann bei der Entwicklung neuer Therapien für die Parkinson-Krankheit hilfreich sein. Eine Möglichkeit besteht darin, dass Medikamentenkandidaten, die entwickelt wurden, um Kalzium zu blockieren, beispielsweise zur Verwendung bei Herzerkrankungen, auch Potenzial gegen die Parkinson-Krankheit haben könnten.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht. (ANI)
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Veröffentlicht: 20. Februar 2018, 13:20 Uhr