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Dienstag, 30.05.2017
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Mitschuldige der Parkinson-Krankheit entdeckt

Defekte Kernkörperchen in Nervenzellen lösen bei Mäusen Parkinson-ähnliche Symptome aus

Bei Parkinson gehen die Dopamin-produzierenden Nervenzellen im Gehirn zugrunde, das ist bekannt. Jetzt jedoch haben Wissenschaftler entdeckt, dass genau diese Nervenzellen bei Parkinsonpatienten defekte Kernkörperchen enthalten. Kernkörperchen sind winzige Strukturen im Zellkern, die für die lebenswichtige Proteinsynthese notwendig sind. Die Forscher zeigten an Mäusen, dass eine Schädigung der Kernkörperchen Parkinson-ähnliche Symptome hervorruft und somit die Ursache der Erkrankung sein könnte.
Kernkörperchen (dunkel) im Zellkern

Kernkörperchen (dunkel) im Zellkern

„Nukleolus“, kleiner Kern, tauften die frühen Biologen die winzige Struktur innerhalb des Zellkerns, die ihnen unter dem Mikroskop auffiel. In diesen heute als Kernkörperchen bezeichneten Gebilden werden aus RNA- Molekülen und Proteinen die Ribosomen zusammengebaut, die eigentlichen Proteinfabriken der Zelle. Fehlerhafte Kernkörperchen wurden schon bei mehreren seltenen Erbkrankheiten beobachtet, neuerdings auch bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer oder Chorea Huntington. Trotz weltweiter intensiver Forschung sind auch die molekularen Ursachen der Parkinson- Krankheit noch nicht aufgeklärt.

Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums unter Leitung von Rosanna Parlato haben jetzt untersucht, ob die Zerstörung von Kernkörperchen auch bei dieser als „Schüttellähmung“ bezeichneten Erkrankung eine Rolle spielt. Die Forscher analysierten die Dopamin-produzierenden Nervenzellen im Gehirn von Parkinsonpatienten unter dem Mikroskop. Dieser Zelltyp geht bei der Erkrankung zugrunde, was die charakteristischen Lähmungssymptome auslöst.

Defekte Kernkörperchen erzeugen Parkinson-Symptome


Tatsächlich erwiesen sich die Kernkörperchen in diesen Zellen großenteils als defekt. Diese Beobachtung veranlasste die Forscher zu prüfen, ob schadhafte Kernkörperchen tatsächlich Parkinson-ähnliche Symptome hervorrufen können, oder ob es sich nur um eine zufällige Beobachtung handelte. Dafür veränderten sie das Erbgut von Mäusen so, dass die Dopamin-produzierenden Zellen der Tiere nur defekte Kernkörperchen ausbilden konnten. Diese Mäuse zeigten Symptome, die dem Krankheitsbild Parkinson ähneln, so etwa die charakteristische Bewegungseinschränkung. Außerdem sterben die Dopamin- produzierenden Nervenzellen in ihrem Gehirn früh ab.


Wichtiges Enzym gedrosselt


Um zu erklären, wie es zu diesen Symptomen kommt, nahmen die Forscher alle Funktionen der
genveränderten Zelle genau unter die Lupe. Dabei entdeckten sie eine entscheidende Veränderung: Die Aktivität des Enzyms mTOR, einem zentralen Regler aller innerzellulären Signalwege, war in den
genveränderten Zellen gedrosselt. Als Konsequenz der reduzierten mTOR- Aktivität ist die Funktion der
Zellkraftwerke, der Mitochondrien, gestört. Diese Funktionsstörung macht sich in der Zelle durch oxidativen Stress bemerkbar; es sammeln sich hochreaktive Sauerstoffverbindungen an, die vielerlei Moleküle in der Zelle schädigen.

Oxidativer Stress durch defekte Kernkörperchen Mitursache am Zelltod


„Defekte Kernkörperchen bewirken offenbar oxidativen Stress in der Zelle. Dies kann massive Zellschäden auslösen und eine wichtige Voraussetzung für die typischen Nervenschäden bei Parkinson darstellen“, erklärt Rosanna Parlato. „Gerade die Dopamin-produzierenden Nervenzellen sind besonders empfindlich gegenüber oxidativem Stress.“ Allerdings wissen die Forscher nicht sicher, ob der Schaden an den Kernkörperchen tatsächlich alleiniger Auslöser für die Neurodegeneration ist. „Auf jeden Fall aber funktioniert das Kernkörperchen als Stress-Sensor, an dem wir erkennen können, dass die Zelle in Gefahr ist.“ (The Journal of Neuroscience, 2011; DOI:10.1523/JNEUROSCI.0590-10.2011)
(Deutsches Krebsforschungszentrum, 02.02.2011 - NPO)
 
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