Eine neue Studie, die von Wissenschaftlern in Südkorea und Singapur geleitet wird, "konterkariert drei Jahrzehnte Konsens" darüber, was Parkinson-Symptome verursacht.
Eine Studie, die kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht wurde, wirft ein neues Licht auf den Krankheitsmechanismus hinter Parkinson.
Grob gesagt ist bekannt, dass Parkinson-Krankheit durch unzureichende Spiegel des Neurotransmitters Dopamin verursacht wird. Genauer ist jedoch nicht genau bekannt, was die motorischen Probleme verursacht – einschließlich Tremor, Steifheit und der Unfähigkeit, Bewegungen zu steuern -, die diesen Zustand mit niedrigem Dopamin charakterisieren.
Es ist bekannt, dass die freiwillige Bewegung durch eine Hirnregion reguliert wird, die Basalganglien genannt wird. Die Basalganglien modulieren die Fortbewegung, indem sie zwischen Anweisungen zur Auslösung von Bewegung und Anweisungen zur Unterdrückung dieser Bewegung wechseln.
Das Erreichen des empfindlichen Gleichgewichts zwischen diesen beiden Anweisungen führt zu sanften Bewegungen.
Da ein niedriger Spiegel des Dopamin-Neurotransmitters die Bewegung stärker unterdrückt und ein niedriger Dopamin-Wert die Parkinson-Krankheit charakterisiert, haben Forscher lange geglaubt, dass eine durch Dopamin-Mangel verursachte Unterdrückung die motorische Dysfunktion bei Parkinson verursacht.
Die neue Studie verwendet jedoch Spitzentechnologie, um diese Überzeugung in Frage zu stellen.
Die Forscher wurden gemeinsam von Prof. Daesoo Kim vom Department of Biological Sciences am Korea Advanced Institute of Science & Technology in Daejeon, Südkorea, und Prof. George Augustine von der Lee Kong Chian School of Medicine in Singapur geleitet.
Die Studie liefert "bahnbrechende" Ergebnisse
Mithilfe der Optogenetik – einer Technik, bei der Neuronen genetisch so modifiziert sind, dass sie auf Licht reagieren und die Forscher in die Lage versetzen, das Verhalten der Zellen zu verfolgen und zu kontrollieren – stimulierten die Wissenschaftler inhibitorische Basalganglieneingänge. Mit anderen Worten, sie intensivierten die Motorunterdrückungsanweisungen.
Sie stellten jedoch fest, dass die ventrolateralen Neuronen des Thalamus, die an der motorischen Kontrolle beteiligt sind, hyperaktiv wurden.
Diese Hyperaktivität schien bei den Nagetieren muskuläre Starrheit und Kontraktionen zu verursachen – Symptome, die den typischen motorischen Symptomen der Parkinson-Krankheit ähneln.
Wie die Autoren erklären, ist dies das Phänomen, das "Rebound-Feuern" genannt wird, das durch die Verstärkung von inhibitorischen Basalganglien-Inputs ausgelöst wird.
Prof. Kim und sein Team testeten die Rolle dieses Phänomens, indem sie Mäuse gentechnisch veränderten, um Dopamin zu meiden und das Rebound-Feuern zu hemmen, um zu sehen, welche Auswirkungen es auf die motorischen Symptome der Parkinson-Krankheit haben würde.
Rebound-Feuern wurde durch genetisches Stören gehemmt, um die Anzahl ventrolateraler Thalamus-Neuronen zu reduzieren.
Überraschenderweise zeigten Mäuse mit abnormal niedrigen Spiegeln an Dopamin, aber ohne Rückprall, eine normale Bewegung und keine Symptome der Parkinson-Krankheit.
"In einem niedrigen Dopamin-Zustand", so die Autoren, "erhöht die Zahl der [ventrolateralen thalamischen] Neuronen, die post-inhibitorisches Feuern zeigen, die Anzahl der aktiven [ventrolateralen thalamischen] Neuronen [durch Inhibition der Basalganglien], was Parkinson wirksam verhindert krankhafte motorische Symptome. "
"Daher erzeugt der inhibitorische Input von [Basalganglien] erregende motorische Signale im Thalamus und fördert im Übermaß PD-ähnliche [motorinsonähnliche] motorische Anomalien", folgern sie.
"Diese Studie", sagt Prof. Daesoo Kim, "wenn er die Bedeutung der Ergebnisse kommentiert," kippt drei Jahrzehnte Konsens über die Herkunft der Parkinson-Symptome ".
Der erste Studienautor Dr. Jeongjin Kim sagt: "Die therapeutischen Implikationen dieser Studie für die Behandlung von Parkinson-Symptomen sind tiefgreifend. Es könnte bald möglich werden, Bewegungsstörungen ohne Verwendung von L-Dopa, einem Vorläufer von Dopamin, zu beheben."
"Unsere Ergebnisse sind ein Durchbruch, sowohl um zu verstehen, wie das Gehirn normalerweise die Bewegung unseres Körpers steuert, als auch, wie diese Kontrolle während der Parkinson-Krankheit und damit verbundenen Dopamin-Mangel-Störungen schief geht."
Prof. George Augustine
