Entdeckung eines Schlüsselmechanismus bei der Huntington-Krankheit könnte den Weg für Früherkennung und Behandlung ebnen
Störung der Gehirnzellen-Signalübertragung mit Dopamin-Anstieg und Bewegungsstörungen in Verbindung gebracht
Eine bahnbrechende Studie von Forschern der Universität Oxford hat einen überraschenden Zusammenhang zwischen gestörter Signalübertragung in spezifischen Gehirnzellen und dem Auftreten von Bewegungsstörungen aufgedeckt. Die in Nature veröffentlichten Ergebnisse werfen ein neues Licht darauf, wie das Gehirn Dopamin reguliert, einen entscheidenden Neurotransmitter, der an der Bewegungskontrolle und dem Belohnungssystem beteiligt ist.
Dr. Liliana Minichiello und ihr Team haben Mäuse genetisch so verändert, dass ihnen ein wichtiges Signalprotein namens TrkB in einer Untergruppe von Neuronen im Striatum fehlt, einer Hirnregion, die für die Bewegungskoordination von entscheidender Bedeutung ist.
„Wir waren erstaunt festzustellen, dass diese subtile Veränderung zu einem signifikanten Anstieg des Dopaminspiegels und der Anzahl der Dopamin produzierenden Zellen führte“, sagte Minichiello.
Die Forscher beobachteten, dass Mäuse mit der genetischen Modifikation zunächst im Alter von 3 Monaten erhöhte Dopaminspiegel aufwiesen. Überraschenderweise zeigten diese Tiere erst im Alter von 8-10 Monaten, was dem mittleren Alter beim Menschen entspricht, Bewegungsabnormitäten. Diese Verzögerung deutet auf ein komplexes Zusammenspiel zwischen zellulären Veränderungen und Verhaltensauswirkungen hin.
„Unsere Studie zeigt, dass die Störung der TrkB-Signalübertragung in diesen spezifischen Neuronen eine Kaskade von Ereignissen auslöst, die letztendlich zu einem Dopamin-Ungleichgewicht und einer motorischen Dysfunktion führt“, erklärte Dr. Mohd Yaseen Malik, Co-Erstautor der Studie.
Bei der tieferen Untersuchung der zellulären Mechanismen setzte das Team fortschrittliche genetische Sequenzierungstechniken ein, um die betroffenen Neuronen zu untersuchen. Sie entdeckten signifikante Veränderungen in Genen, die mit dem Glutathion-Stoffwechsel zusammenhängen, insbesondere einem Enzym namens GSTO2.
„Dieser Befund war unerwartet, eröffnet aber neue Wege zum Verständnis, wie Neuronen ihr empfindliches chemisches Gleichgewicht aufrechterhalten“, sagte Dr. Fei Guo, ein weiterer Co-Erstautor.
Vielleicht am faszinierendsten war die Entdeckung der Forscher, dass die genetisch veränderten Neuronen Anzeichen einer Energiekrise aufwiesen. Mithilfe hochauflösender Techniken zur Messung der zellulären Atmung beobachteten sie, dass die betroffenen Gehirnzellen eine beeinträchtigte Mitochondrienfunktion aufwiesen – die Kraftwerke, die Energie innerhalb der Zellen erzeugen.
„Dieses Energiedefizit in Neuronen könnte erklären, warum wir eine Verzögerung zwischen dem anfänglichen Dopaminanstieg und dem Auftreten von Bewegungsproblemen sehen“, vermutete Minichiello. „Es ist, als ob das Gehirn eine Weile kompensieren kann, aber schließlich führt der kumulative Stress zu einer Dysfunktion.“
Die Ergebnisse der Studie haben potenzielle Auswirkungen auf das Verständnis und die Behandlung von Bewegungsstörungen wie der Huntington-Krankheit, bei der ein Dopamin-Ungleichgewicht eine entscheidende Rolle spielt. Obwohl die Forschung noch in den Anfängen steckt, weist sie auf neue potenzielle Ansatzpunkte für therapeutische Interventionen hin.
„Indem wir diese komplexe Beziehung zwischen neurotropher Signalübertragung, Dopaminregulation und zellulärer Energieproduktion entschlüsseln, eröffnen wir neue Möglichkeiten für die Entwicklung von Behandlungen, die die Grundursachen dieser verheerenden Störungen angehen könnten“, schloss Minichiello.
Mit dem Fortschritt der Forschung auf diesem Gebiet bietet sie Hoffnung für Millionen von Menschen weltweit, die von Bewegungsstörungen betroffen sind, und bringt uns einen Schritt näher an wirksamere Behandlungen und möglicherweise Präventionsstrategien.
