Ausbruch bereits im Mutterleib?

Parkinson-Krankheit könnte schon vor der Geburt beginnen. Stammzellenstudie findet disfunktionale Hirnzellen bei Patienten, die vor dem 50. Lebensjahr diagnostiziert wurden. Forscher testen mögliche neue Behandlung.

Clive Svendsen, PhD, Direktor des Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute, rechts, und Nur Yucer, PhD, ein Projektwissenschaftler, diskutieren über eine Mikroskopaufnahme von Dopamin-Neuronen. Foto von Cedars-Sinai.

Menschen, die vor dem 50. Lebensjahr an Parkinson erkranken, wurden möglicherweise mit gestörten Gehirnzellen geboren, die jahrzehntelang unentdeckt blieben, so die neue Cedars-Sinai-Forschung. Die Forschung deutet auf ein Medikament hin, das möglicherweise helfen könnte, diese Krankheitsprozesse zu korrigieren.

Obwohl die meisten Patienten bei 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.

Für die Durchführung der Studie erzeugte das Forschungsteam spezielle Stammzellen, sogenannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs), aus Zellen von Patienten mit der Parkinson-Krankheit im Frühstadium. Bei diesem Prozess werden adulte Blutzellen „in der Zeit zurück“ in einen primitiven embryonalen Zustand gebracht. Diese iPSCs können dann jeden beliebigen Zelltyp des menschlichen Körpers produzieren, die alle genetisch identisch mit den eigenen Zellen des Patienten sind. Das Team benutzte die iPSCs, um Dopamin-Neuronen von jedem Patienten zu produzieren, und kultivierte sie dann in einer Schale und analysierte die Funktionen der Neuronen.

„Unsere Technik gab uns ein Fenster in die Vergangenheit, um zu sehen, wie gut die Dopamin-Neuronen von Beginn des Lebens eines Patienten an funktioniert haben könnten.“

sagte Dr. Clive Svendsen, 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 der Reagenzschale:

  • Die Akkumulation eines Proteins namens Alpha-Synuclein, das bei den meisten Formen der Parkinson-Krankheit auftritt.
  • Fehlfunktion von Lysosomen, Zellstrukturen, die als „Mülleimer“ für die Zelle fungieren, um Proteine abzubauen und zu entsorgen. Diese Fehlfunktion könnte dazu führen, dass sich Alpha-Synuklein ansammelt.

Was wir mit diesem neuen Modell sehen, sind die allerersten Anzeichen für eine beginnende Parkinson-Krankheit. Es scheint, dass die Dopamin-Neuronen dieser Personen über einen Zeitraum von 20 oder 30 Jahren weiterhin Alpha-Synuklein falsch verarbeiten und dadurch die Parkinson-Symptome hervorrufen können.

Dr. Cleve Svendsen

Die Forscher verwendeten ihr iPSC-Modell auch, um eine Reihe von Medikamenten zu testen, die die von ihnen beobachteten Anomalien rückgängig machen könnten. Sie stellten fest, dass dieses eine Medikament, PEP005, das bereits von der Food and Drug Administration zur Behandlung von Vorstufen von Hautkrebs 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 weiteren 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 der Parkinson-Krankheit nicht klar ist.

Für die nächsten Schritte, so Tagliati, plane das Team zu untersuchen, wie PEP005, das derzeit in Gelform erhältlich ist, an das Gehirn abgegeben werden könnte, um möglicherweise junge Parkinson-Patienten zu behandeln oder zu verhindern. Das Team plant auch weitere Forschungen, um festzustellen, ob die in der Studie gefundenen Anomalien in den Neuronen von Parkinson-Patienten mit jungen Jahren auch bei anderen Formen von Parkinson auftreten.

Diese Forschung ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Ärzte und Forscher aus verschiedenen Disziplinen ihre Kräfte bündeln, um eine translationale Wissenschaft mit dem Potenzial zu schaffen, Patienten zu helfen. Diese wichtige Arbeit wird durch die doppelte Führung des Cedars-Sinai als herausragende akademische Einrichtung und als hervorragendes Krankenhaus ermöglicht.

Shlomo Melmed, MB, ChB, Executive Vice President of Academic Affairs und Dekan der medizinischen Fakultät am Cedars-Sinai

Die Co-Erstautoren der Studie waren der Postdoktoranden Alexander Laperle, PhD, und die Projektwissenschaftler Samuel Sances, PhD, und Nur Yucer, PhD, alle aus Svendsens Laboratorium. Neben dem Institut für Regenerative Medizin und Neurologie waren an der Studie auch die Abteilung für Biomedizin, das Zentrum für Bioinformatik und funktionelle Genomik, das Smidt-Herz-Institut, das Samuel-Oschin-Institut für umfassenden Krebs und die Forschungsabteilung für Immunologie am Cedars-Sinai sowie die UCLA beteiligt.

Finanzierung: Diese Arbeit wurde von der Joseph Drown Foundation, dem Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute, den National Institutes of Health unter der Preisnummer 5UG3NS105703-02, der Widjaja Family Foundation und dem Advanced Clinical Biosystems Research Institute am Cedars-Sinai unterstützt.

Konkurrierende Interessen: Der Schutz des geistigen Eigentums ist für die Krankheitsmodellierung, die Diagnostik und das Arzneimittel-Screening auf molekulare Signaturen der früh einsetzenden sporadischen Parkinson-Krankheit sowie die Verwendung von PEP005 für die Parkinson-Krankheit anhängig.

DOI: 10.1038/s41591-019-0739-1. „Die iPSC-Modellierung der jung einsetzenden Parkinson-Krankheit zeigt eine molekulare Signatur der Krankheit und neue therapeutische Kandidaten.

Lesen Sie mehr in der Zeitschrift Discoveries: Stem Cell Science: Separating Myth from Reality

Quelle: https://www.cedars-sinai.org/newsroom/parkinsons-disease-may-start-before-birth/

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