Medizin am Abend Berlin Fazit: Meilenstein: Hauttest erlaubt frühe Parkinsondiagnose
Einer Gruppe deutscher Neurologen ist es erstmals gelungen, die Parkinson-Erkrankung über eine kleine Hautprobe festzustellen – und zwar noch Jahre vor Ausbruch der typischen Bewegungsstörungen.
- Die Diagnose gelingt durch den Nachweis von pathologischen Eiweißablagerungen in den feinen Nervenenden der Haut, teilen die Deutsche Gesellschaft für Neurologie (DGN) und die Deutsche Parkinson Gesellschaft (DPG) mit.
- Die Parkinson-Krankheit gehört zu den häufigsten Erkrankungen des zentralen Nervensystems.
In Deutschland leben schätzungsweise 220.000 Betroffene. Die Parkinson-Erkrankung ist damit die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung nach der Alzheimer-Demenz.
- Die Diagnose ist vor allem im Frühstadium (Prodromalphase) schwer, denn Parkinson beginnt mit unspezifischen Beschwerden, zum Beispiel Verschlechterung des Geruchssinns, Depressionen oder Verdauungsstörungen.
- Erst wenn die typischen Bewegungsstörungen einsetzen – das Zittern beginnt, die Bewegungen steif und langsam werden –, kann der Arzt darauf schließen, dass sein Patient an Parkinson erkrankt ist.
Bis zu diesem Zeitpunkt hat aber schon ein jahrelanges Nervenzellsterben stattgefunden, etwa 80 Prozent der dopaminergen Nervenendigungen und bis zu 50 Prozent der Nervenzellen in der Substantia nigra im Gehirn sind dann bereits unwiederbringlich untergegangen.
Die Entwicklung wirkungsvoller Therapien krankt daran, dass Parkinson-Patienten erst in dieser späten Krankheitsphase erkannt werden. Könnten Mediziner früher eingreifen, wären die Chancen auf die Entwicklung von Therapien sowie auf Behandlungserfolge deutlich höher.
Bekannter Biomarker, neuer Fundort
Weltweit arbeiten zahlreiche Forschungsgruppen an Wegen, die Parkinson-Krankheit früher zu erkennen. Neurowissenschaftlern um Dr. Kathrin Doppler und Prof. Dr. Claudia Sommer aus Würzburg sowie Prof. Dr. Wolfgang Oertel aus Marburg haben nun eine wegweisende Arbeit publiziert.
Sie konnten bei Risikopatienten mit der sogenannten REM-Schlafverhaltensstörung den Biomarker Alpha-Synuclein in der Haut identifizieren, der Parkinson nachweist, Jahre bevor der Patient sichtbar erkrankt.
„Damit sind wir dem großen Ziel, Parkinson in einem frühen Stadium zu erkennen und zu stoppen, einen wichtigen Schritt näher gekommen“, kommentiert Prof. Dr. Günther Deuschl, Parkinson-Experte vom Universitätsklinikum Schleswig-Holstein in Kiel und Präsident der European Academy of Neurology. „Der Weg ist nun offen, auch bei nicht von der REM-Schlafverhaltensstörung Betroffenen einen diagnostischen Marker der Frühphase der Erkrankung zu identifizieren. Damit kommt der Einstieg in die lange erhoffte präsymptomatische Parkinson-Therapie nun in unser Blickfeld.“
„Doppler und Kollegen ist ein sehr bedeutsamer Beitrag zum Stand der internationalen Parkinson-Forschung gelungen“, urteilt Prof. Dr. Werner Poewe, Direktor der Universitätsklinik für Neurologie an der Medizinischen Universitätsklinik in Innsbruck. „Wichtig ist das Potenzial einer leicht anwendbaren Methode der minimalinvasiven Hautbiopsie, bei der lediglich eine 5 Millimeter große Probe entnommen werden muss.
Dies ist von unmittelbarer praktischer Bedeutung, um Patienten für Studien zur Parkinson-Krankheitsprävention identifizieren zu können.“
Nachweis bisher nur im Gehirn möglich
- „Wir kennen Alpha-Synuclein zwar als neuropathologisches Kennzeichen von Morbus Parkinson, und der Nachweis dieser Proteinablagerungen war bereits der Goldstandard der Diagnose“, erklärt Prof. Dr. Jens Volkmann, Direktor der Neurologischen Klinik und Poliklinik am Universitätsklinikum Würzburg und Koautor der Studie.
„Allerdings haben wir im Gehirn gesucht, und das war erst nach dem Tod möglich“, so der Präsident der Deutschen Parkinson Gesellschaft. Dass sich Alpha-Synuclein nicht nur im Gehirn ablagert, sondern auch in der Haut, konnten die Würzburger Forscher schon 2014 zeigen. Sie fanden bei rund der Hälfte der untersuchten Parkinson-Patienten pathologische Proteinaggregate in den kleinen Nervenfasern der Haut.
In ihrer jetzigen Studie ging die Arbeitsgruppe einen Schritt weiter: Um herauszufinden, ob Alpha-Synuclein auch in der Prodromalphase als Biomarker herangezogen werden kann, untersuchten sie Patienten mit REM‐Schlafverhaltensstörung (REM sleep behavior disorder, RBD).
Die Schlafstörung gilt als charakteristisches Frühsymptom der Parkinson-Krankheit.
- Sie äußert sich in aggressiven Träumen und auffälligen Bewegungen im Traumschlaf, etwa 85 Prozent der Betroffenen entwickeln innerhalb von 15 bis 20 Jahren eine Parkinson‐Erkrankung.
- Auch bei REM‐Schlafverhaltensstörung finden sich im Gehirn Ablagerungen von Alpha‐Synuclein.
Hoffnungsvoller Weg zu Medikamenten gegen die Parkinson-Krankheit
„Unsere Studie liefert Evidenz dafür, dass phosphoryliertes Alpha-Synuclein schon in dermalen Nervenfasern von Patienten vorhanden ist, die an REM-Schlafstörung leiden. Die Ablagerungen können bei diesen Patienten als periphere histopathologische Marker für eine Alpha-Synculeinopathie genutzt werden, die vor dem Einsetzen von motorischen Symptomen bei Morbus Parkinson auftritt“, schreibt Erstautorin Doppler. In Anbetracht des einfachen Zugangs zu Hautbiopsien und der hohen Spezifität der Untersuchung sehen die Autoren in der Methode einiges Potenzial, um Parkinson-Patienten im prodromalen Stadium der Erkrankung zu identifizieren und für klinische Studien zum Test von krankheitsmodifizierenden Medikamenten zu gewinnen.
Studiendesign
Für die vom ParkinsonFonds Deutschland geförderte Studie rekrutierten die Forscher zwischen Dezember 2014 und Juli 2016 an den neurologischen Universitätskliniken in Würzburg und Marburg 18 Patienten mit REM-Schlafstörungen, 25 Patienten mit frühem Morbus Parkinson und 20 gesunde Kontrollprobanden. Sie entnahmen den Probanden Hautbiopsien (5 mm) am Rücken an den Bereichen C7 und Th 10 sowie am Ober- und Unterschenkel und suchten mittels Doppel-Immunfluoreszenzfärbung in den dermalen Nervenfasern nach Ablagerungen von phosphoryliertem Alpha-Synuclein. Sie bestimmten außerdem mit einer nuklearmedizinischen Untersuchung (FP-CIT-SPECT) die Dichte der präsynaptischen Dopamintransporter, führten olfaktorische Funktionstests durch und kalkulierten den Wahrscheinlichkeitsquotienten für prodromale Parkinson-Symptome.
Ergebnisse
Phosphoryliertes Alpha-Synuclein konnte mit einer Sensitivität von 55,6 Prozent bei 10 von 18 RBD-Patienten nachgewiesen werden. Mit einer Sensitivität von 80 Prozent wurde bei 20 von 25 Patienten mit frühem Morbus Parkinson ein Nachweis für die Alpha-Synuclein-Ablagerungen erbracht. Keine Ablagerungen hingegen fanden sich bei den gesunden Kontrollprobanden.
Quellen
Doppler K et al. Dermal phospho-alpha-synuclein deposits confirm REM sleep behaviour disorder as prodromal Parkinson’s disease. Acta Neuropathologica 2017; DOI: 10.1007/s00401-017-1684-z
Doppler K et al.: Cutaneous neuropathy in Parkinson’s disease: a window into brain pathology. Acta Neuropathologica; 2014; 128(1): 99–109, DOI: 10.1007/s00401-014-1284-0
Pressemeldung der DGN vom 21. September 2016: Guter Schlaf schützt das Gehirn – schlechter Schlaf fördert Alzheimer und Parkinson (mit Video)
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Medizin am Abend Berlin ZusatzThema: Gegen Eisen im Kopf: Forscher finden Anti-Aging-Mikromolekül
Während der Alterung, aber auch bei Alzheimer oder Parkinson reichern sich die Nervenzellen im Gehirn mit Eisen an. Forscher vom Leibniz-Institut für Alternsforschung (FLI) in Jena und der Scuola Normale Superiore im italienischen Pisa konnten nun erstmals im Wirbeltier nachweisen, dass die MikroRNA miR-29 diese Ablagerungen verhindert – ein möglicher Ansatzpunkt zur Behandlung von Alzheimer-, Parkinson- und Schlaganfallpatienten. Die Ergebnisse erschienen am 13. Februar 2017 im Journal BMC Biology.
Forscher aus Jena und Pisa zeigen am N. furzeri, dass sich Gehirnzellen mit einer Anti-Aging-MikroRNA vor Eiseneinlagerungen schützen. [Quelle: FLI/Grimm/Kästner]
MikroRNA als Anti-Aging-Mittel im Gehirn
Jena. Wenn der Mensch altert, altert auch sein Gehirn.
Die mentale Leistungsfähigkeit nimmt ab und neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson, aber auch Schlaganfälle häufen sich. Ein möglicher Grund dafür ist die zunehmende Einlagerung von Eisen in den Nervenzellen, die sich bei allen Wirbeltieren nachweisen lässt. Forscher des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena und der Scuola Normale Superiore in Pisa, Italien, entdeckten nun im Rahmen des Forschungsprojektes JenAge einen neuen Mechanismus, der diese Eiseneinlagerungen im Alter mit der MikroRNA miR-29 in Verbindung bringt.
Diese MikroRNA ist eigentlich als Tumorsuppressor bekannt, behindert also die Vermehrung von Krebszellen.
- Offensichtlich reguliert sie aber auch, ob sich Eisen in Neuronen einlagern kann oder nicht.
Am Fisch Nothobranchius furzeri – dem kurzlebigsten Wirbeltier, das im Labor gehalten werden kann – zeigte das Team um Alessandro Cellerino von der Scuola Normale Superiore (SNS), dass bei Fischen, bei denen miR-29 unterdrückt wurde, die Eiseneinlagerungen deutlich stärker waren und zu einer frühzeitigen Gehirnalterung führten.
- Im gesunden Fisch war hingegen umso mehr miR-29 in Nervenzellen nachweisbar, je älter das untersuchte Exemplar war. In Gehirnzellen wirkt mit zunehmendem Alter miR-29 also als eine Art Anti-Aging-Molekül, indem es die Anhäufung von Eisen verhindert.
Neue Therapieansätze für die Behandlung von neurodegenerativen Krankheiten und Schlaganfällen
„Wir gehen davon aus, dass die Ergebnisse auch für den Menschen relevant sind“, ordnet der Studienleiter Alessandro Cellerino, Professor für Physiologie an der SNS in Pisa und Gastwissenschaftler am FLI, die Ergebnisse ein. Tatsächlich sind verstärkte Eisenablagerungen bei Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen oder Schlaganfällen seit langem bekannt, und auch eine reduzierte Konzentration von miR-29 in diesen Fällen wurde schon nachgewiesen. Dass miR-29 als molekularer Schalter fungiert und die Eisenablagerung verhindern kann, ist allerdings neu. „Unsere Ergebnisse sind überraschend und stimmen uns hoffnungsvoll. Denn es werden bereits Medikamente auf miR-29-Basis für die Krebstherapie entwickelt, und möglicherweise können sie auch Ansatzpunkt für die Behandlung von Alzheimer, Parkinson oder zur Therapie nach einem Schlaganfall sein“, so Cellerino weiter.
Erste Neuentdeckung im noch jungen Altersmodell „N. furzeri“
Der afrikanische Killifisch Nothobranchius furzeri ist ein noch sehr junges Alternsmodell. Erst seit der Entschlüsselung seines Genoms durch das Leibniz-Institut für Alternsforschung (FLI) Ende 2015 steht er für genetische Studien zum Prozess des Alterns in Wirbeltieren zur Verfügung. „Es zeigt sich schon jetzt sehr deutlich, dass die zehn Jahre, die wir mit unseren Kooperationspartnern in die Genomentschlüsselung investiert haben, sich nun auszahlen“, erklärt Prof. K. Lenhard Rudolph, Wissenschaftlicher Direktor des Instituts. „Es gibt kein anderes Wirbeltier, das so schnell altert wie dieser Fisch. An ihm können wir Altern im Zeitraffer erforschen. Und weil fast 90% der menschlichen Gene auch im Fischgenom vorhanden sind, können wir die meisten Forschungsergebnisse auf den Menschen übertragen“, ergänzt Mario Baumgart, der die Studie als Postdoc in Jena begleitet hat. Nicht zuletzt deshalb sind die Hoffnungen groß, mit den neuen Ergebnissen, die am 13. Februar in der Fachzeitschrift BMC Biology erschienen sind, einen Schritt in Richtung der Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen gemacht zu haben.
Publikation:
Ripa R, Dolfi L, Terrigno M, Pandolfini L, Savino A, Arcucci V, Groth M, Terzibasi Tozzini E, Baumgart M, Cellerino A. MicroRNA miR-29 controls a compensatory response to limit neuronal iron accumulation during adult life and aging. BMC Biology 2017, 15:9, DOI: 10.1186/s12915-017-0354-x.
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Dr. Kerstin Wagner Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V. (FLI)
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Hintergrund
Das Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena ist das erste deutsche Forschungsinstitut, das sich seit 2004 der biomedizinischen Altersforschung widmet. Über 330 Mitarbeiter aus 30 Nationen forschen zu molekularen Mechanismen von Alternsprozessen und alternsbedingten Krankheiten. Näheres unter http://www.leibniz-fli.de.
Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 91 selbständige Forschungseinrichtungen. Ihre Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute widmen sich gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevanten Fragen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Forschung, auch in den übergreifenden Leibniz-Forschungsverbünden, sind oder unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer, vor allem mit den Leibniz-Forschungsmuseen. Sie berät und informiert Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Einrichtungen pflegen enge Kooperationen mit den Hochschulen - u.a. in Form der Leibniz-WissenschaftsCampi, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 18.600 Personen, darunter 9.500 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei mehr als 1,7 Milliarden Euro (http://www.leibniz-gemeinschaft.de).
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