Eine aktuelle Studie von Prof. Dr. Parvana Hajieva und Dr. Ankush Borlepawar, beide am Institut für Transnationale Medizin der Universität Hamburg tätig, hat neue Erkenntnisse zur epigenetischen Regulation der mitochondrialen Atmungskette bei Parkinson-Modellen veröffentlicht. Diese Forschung legt den Fokus auf die Inhibition von Komplex I der Atmungskette, die als bekanntes Merkmal der Parkinson-Erkrankung gilt. Die genaue Ursache dieser Inhibition bleibt jedoch unbekannt, sodass die Studie eine wichtige Rolle in der Erforschung der Erkrankung spielt.
Laut den Ergebnissen, die in der Fachzeitschrift Frontiers in Cell and Developmental Biology veröffentlicht wurden, führt die Hemmung von Komplex I zur Produktion und Freisetzung eines Redox-Signals aus den Mitochondrien. Dieses Signalisierungssystem teilt dem Zellkern mit, dass neue Proteine benötigt werden, um die intakten Atmungsketten-Komplexe aufrechtzuerhalten. Die Informationen werden durch unspezifische, breit wirkende epigenetische Mechanismen an den Zellkern weitergegeben. Ein bemerkenswerter Aspekt dieser Studie ist die Effizienz der „Ersatzteilbestellung“: Ein einziges Signal kann Dutzende neuer Proteine parallel anfordern. Diese bevorstehende Bereitstellung neuer Proteine, sowohl zeitlich als auch in der Parallelität, war zuvor unerforscht.
Epigenetische Veränderungen und Parkinson
Zusätzliche Perspektiven zur Thematik der Parkinson-Forschung liefern die Ergebnisse einer anderen Studie, die von Dr. O. Windl, Prof. Dr. A. Giese und Prof. Dr. G. Höglinger durchgeführt wurde. Diese Studie, die am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen in München stattfand, fokussierte sich auf epigenetische Veränderungen in Nervenzellen von Parkinson-Patienten. Es war das Hauptziel, die Frühdiagnose der Krankheit vor der Auftretung motorischer Störungen und dem Verlust von Nervenzellen zu verbessern.
Um dies zu erreichen, wurden Zellkerne aus stark betroffenen Hirnregionen isoliert und die Nukleinsäuren auf DNA-Methylierung und micro-RNAs untersucht. Dabei zeigte sich, dass bestimmte micro-RNAs in frühen Krankheitsphasen in niedrigerer Konzentration bei Parkinson-Patienten vorhanden sind. Diese epigenetischen Veränderungen könnten entscheidend für das Fortschreiten der Krankheit sein und sind möglich Kandidaten für frühere Diagnosen sowie therapeutische Ansätze.
Der Zusammenhang von Mitophagie und Signalmechanismen
Ein weiterer Aspekt, der in der Forschung zu Parkinson eine Rolle spielt, ist der Prozess der Mitophagie. Laut einer Untersuchung bezieht sich dieser hauptsächlich auf die Rolle von PINK1 (PTEN-induzierte vermeintliche Kinase 1) und Parkin, die eine Schlüsselrolle bei der Initiierung der Mitophagie spielen. Bei Verlust des mitochondrialen Membranpotentials wird PINK1 aktiv, um Parkin zu mitochondrien zu rekrutieren, sodass dysfunktionale Mitochondrien zur lysosomalen Degradation markiert werden. Die Profile und Wechselwirkungen dieser beiden Moleküle sind von erheblichem Interesse.
Besonders hervorzuheben ist, dass in der Abwesenheit von funktionellem PINK1 oder Parkin die mitochondriale Signalübertragung (MitoDAMPs) sich anreichert und somit entzündliche Signale aktiviert werden, die sowohl neuronale als auch gliale Zellinteraktionen beeinflussen können. Das Zusammenspiel von PINK1, Parkin und den damit verbundenen Signalmechanismen steht im Zentrum der Parkinson-Forschung und kann entscheidenden Einfluss auf therapeutische Ansätze nehmen.
Diese Erkenntnisse unterstreichen die Komplexität und Vielschichtigkeit der Parkinson-Erkrankung, wobei epigenetische Mechanismen, mitochondriale Signalübertragung sowie die Frühdiagnose eng miteinander verknüpft sind. Die fortdauernde Forschung in diesen Bereichen könnte möglicherweise den Weg für neue Behandlungsstrategien ebnen, um die Lebensqualität von Patienten erheblich zu steigern.
Für weitere Details: Medical School Hamburg, PubMed, Parkinson-Fonds.
