Die Parkinson-Krankheit, eine Gehirnstörung, von der weltweit über 10 Millionen Menschen betroffen sind, wird durch den allmählichen Verlust von Dopamin-Neuronen verursacht. Der Verlust dieser Neuronen führt zu unwillkürlichem Zittern, Steifheit und Gleichgewichtsstörungen. Es gibt zwar Medikamente zur Behandlung dieser Symptome, aber keine Medikamente, die das Fortschreiten der Krankheit verlangsamen. Wir haben jedoch ein Gehirnprotein gefunden, das den Verlust von Dopamin-Neuronen möglicherweise verhindern kann. Diese Entdeckung könnte für die Entwicklung von Behandlungen wichtig sein.
Seit vielen Jahren untersuchen Wissenschaftler den Einsatz von neurotrophen Faktoren, um das Fortschreiten der Parkinson-Krankheit zu verlangsamen. Diese Proteine kommen normalerweise im Gehirn vor und spielen eine wichtige Rolle beim Schutz und bei der Pflege verschiedener Arten von Neuronen, einschließlich der Dopamin-Neuronen, die für die Steuerung der Bewegung von entscheidender Bedeutung sind.
Im Jahr 1993 wurde festgestellt, dass ein neurotropher Faktor, der so genannte glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF), in Labortests Dopamin-Neuronen schützt. Nach umfangreichen Laborstudien, in denen GDNF einen großen Nutzen zeigte, wurden Anfang der 2000er Jahre klinische Studien begonnen.
In diesen Studien wurde GDNF direkt in die Gehirne von Parkinson-Patienten verabreicht. Die ersten Versuche, bei denen nur eine kleine Anzahl von Patienten mit GDNF behandelt wurde, lieferten vielversprechende Ergebnisse. Die Forscher waren begeistert von der Möglichkeit, neurotrophe Faktoren zur Behandlung der Parkinson-Krankheit einzusetzen.
Um jedoch die Wirksamkeit einer Behandlung zu beweisen, muss sie in klinischen Studien getestet werden, bei denen die Patienten nach dem Zufallsprinzip entweder das experimentelle Medikament oder ein Placebo erhalten. Es wurde eine klinische Studie mit GDNF durchgeführt, die jedoch leider zeigte, dass die Behandlung des Gehirns mit GDNF die Bewegungssymptome bei Parkinson-Patienten im Vergleich zu Patienten, die ein Placebo erhielten, nicht wesentlich verbesserte.
Trotz der Versuche, die Zufuhr von GDNF zum Gehirn zu verbessern, lieferte eine placebokontrollierte klinische Studie von 2019 mit GDNF immer noch enttäuschende Ergebnisse. Dies war ein schwerer Schlag für die Parkinson-Gemeinschaft und hat dazu geführt, dass Forscher den potenziellen Nutzen neurotropher Faktoren in Frage stellen.
Aber unsere Forschung hat einen anderen neurotrophen Faktor namens GDF5 als vielversprechend eingestuft. Dieser neurotrophe Faktor ist mit GDNF verwandt, aber er übt seine Wirkung auf Dopamin-Neuronen auf eine andere Weise aus. GDF5 spielt eine wichtige Rolle für die normale Entwicklung und Funktion von Dopamin-Neuronen. Unsere Laborstudien haben gezeigt, dass GDF5 schützende Wirkungen auf diese Neuronen hat, die ebenso stark sind wie die Wirkungen von GDNF.
Unsere jüngste Studie, die in der Fachzeitschrift Brain veröffentlicht wurde, ergab, dass GDF5 in einem Rattenmodell der Parkinson-Krankheit, bei dem sich GDNF zuvor als unwirksam erwiesen hatte, positive Wirkungen hatte. Dieses spezielle Rattenmodell ermöglichte es uns, die menschliche Parkinson-Krankheit besser nachzuahmen als die Rattenmodelle, die in den früheren Studien über GDNF verwendet worden waren – und die zur Zulassung der klinischen Versuche geführt hatten.
Für unsere Studie verabreichten wir dem Gehirn einen Überschuss an Alpha-Synuclein (ein Protein, von dem man annimmt, dass es an der Parkinson-Krankheit beteiligt ist), um die Parkinson-Krankheit nachzustellen. Anschließend brachten wir das Gen zur Herstellung des menschlichen GDF5-Proteins in das Gehirn ein. Sechs Monate später zählten wir die Anzahl der Dopamin-Neuronen im Gehirn. Wir stellten fest, dass in der unbehandelten Gruppe etwa 40-50 % der Dopamin-Neuronen abgestorben waren, während dies in der mit GDF5 behandelten Gruppe nicht der Fall war. Wir haben auch festgestellt, dass GDF5 die Dopaminmenge im Gehirn erhöht. Unser nächster Schritt besteht darin, zu untersuchen, in welchem Stadium der Krankheit GDF5 dem Gehirn am besten zugeführt werden kann, um das Fortschreiten der Krankheit zu verlangsamen.
Ein Grund, den Forscher als Erklärung für das Scheitern der klinischen Versuche mit GDNF angeführt haben, ist, dass ein Protein namens RET im Gehirn zerstört werden kann, wenn eine Person Parkinson entwickelt. RET wird benötigt, damit GDNF auf Dopamin-Neuronen wirken kann. GDF5 wirkt jedoch über einen anderen Weg – es braucht also kein RET. Unsere Studie ergab auch, dass die Zellbestandteile, die GDF5 benötigt, um auf Dopamin-Neuronen zu wirken, durch die Parkinson-Krankheit nicht zerstört werden.
Die wichtigsten Erkenntnisse, die wir gewonnen haben, sind, dass GDF5 eine schützende Wirkung auf Dopamin-Neuronen im besten bekannten Labormodell der Parkinson-Krankheit hat und dass die Zellbestandteile, die für die Wirkung von GDF5 benötigt werden, durch die Parkinson-Krankheit nicht zerstört werden. Dies sind sehr vielversprechende Ergebnisse und bedeuten, dass die Suche nach einer neuen Therapie für die Parkinson-Krankheit, die sich auf neurotrophe Faktoren konzentriert, fortgesetzt werden sollte.
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