Metaboloms: Akute Phase-Proteine: Marker für entzündliche Krankheiten (Genomik, Proteomik, Metabolomik)

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Entzündungswerte aus dem Spektrometer

Quantifizierung von Akute-Phase-Entzündungsproteinen mit NMR

Die Analyse der Gesamtheit aller kleinen Moleküle eines Organismus, des Metaboloms, hat ein großes Potenzial für die medizinische Diagnostik. 

Ein deutsches Forschungsteam nutzt dafür Kernresonanz-Spektroskopie (NMR). 

In ihrer in der Zeitschrift Angewandte Chemie vorgestellten Studie quantifizierten sie Akute-Phase-Proteine aus Serumproben, die als Marker für entzündliche Krankheiten dienen können. 

Mehrere diagnostische Parameter können so aus einer einzigen kurzen NMR-Messung erhalten werden. 

 

 

 

 

Entzündungswerte aus dem Spektrometer (c) Wiley-VCH

• Neben Genomik und Proteomik etabliert sich die Metabolomik als weitere Säule für die biomedizinische Forschung und Diagnostik. 

Körperflüssigkeiten, z.B. Blut, sind jedoch sehr komplexe Mischungen nur zum Teil bekannter Verbindungen – entsprechend schwierig und aufwändig ist eine metabolomische Analyse. 

Das Team um Ulrich L. Günther und Alvaro Mallagaray verwendet fortgeschrittene NMR-Techniken, um das Metabolom von Zellen und Organismen mit Krankheiten in Verbindung zu bringen.

Die NMR-Spektroskopie (NMR: nuclear magnetic resonance) basiert auf dem – je nach chemischer Umgebung unterschiedlichen – Verhalten magnetisch aktiver Atomkerne, vor allem Wasserstoff (1H) und Kohlenstoff (13C), unter dem Einfluss eines starken äußeren Magnetfeldes. Darauf basierend lassen sich Messwerte und charakteristische Spektren erhalten. In der Diagnostik wird das Prinzip auch in Form der MRT (Magnet-Resonanz-Tomographie) genutzt, um Gewebestrukturen abzubilden.

• NMR-Untersuchungen von Blutserum hatten in anderen Studien Signale von speziellen Kohlenhydrat-Bausteinen ergeben (Acetyl-Resonanzen von N-acetylierten Kohlenhydraten), die mit Akute-Phase-Glycoproteinen in Zusammenhang stehen. 

• Diese kohlenhydrathaltigen Proteine treten im Rahmen starker Immunreaktionen bei akuten Entzündungen auf. 

Neben ihrer Konzentration im Blut ändert sich auch ihr Glycosylierungsmuster, d.h. die Art, Anzahl und Anordnung ihrer Kohlenhydrat-Bausteine kann sich in einer für die vorliegende Krankheit spezifischen Weise ändern.

Das Team setzte eine Reihe von NMR-Verfahren ein, mit denen ihnen eine umfassende Zuordnung der NMR-Signale von menschlichem Serum gelang. Dabei kommen sie u.a. zu der Schlussfolgerung, dass die beiden stärksten Signale, als Glycoprotein A und B bezeichnet, von N-Acetylneuraminsäure- bzw. N-Acetylglucosamin-Bausteinen stammen – und widersprechen damit einer in einer anderen Studie aufgestellten Theorie. 

Mittels sog. diffusionseditierter NMR-Experimente wiesen sie nach, dass die Komponenten dieser Signale mit spezifischen Akute-Phase-Proteinen in Verbindung gebracht werden können.

„Die NMR kann simultan mehrere Akute-Phase-Entzündungsproteine in Blutserum quantifizieren,“ so Ulrich L. Günther. 

„In nur 10 bis 20 min wird eine NMR-Signatur der Metabolomik mit signifikantem diagnostischem Potenzial erhalten.“ 

Das Team von den Universitäten Lübeck und Oldenburg, den Universitätskliniken Greifswald und Lübeck, dem Herzzentrum Lübeck sowie dem Deutschen Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung (Greifswald und Lübeck) konnte dies am Beispiel von Serumproben von Patient*innen mit COVID-19 oder mit kardiogenem Schock, einer gefährlichen Begleiterscheinung z.B. von Herzinfarkten, zeigen. 

Im Vergleich zu Gesunden fanden sie signifikante Änderungen bei verschiedenen spezifischen Akute-Phase-Proteinen in den Blutproben. 

„Im Fall der Parkinson'schen Krankheit liefert unsere Methode geradezu eine Ja-Nein-Diagnose, da an Parkinson Erkrankte eine ganz bestimmte Glycosylierung im Blut aufweisen, die bei Gesunden nicht vorkommt,“ ergänzt Günther.

Autor/-in: Ulrich L. Günther, Universität Lübeck (Germany).

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.
Die "Angewandte Chemie" ist eine Publikation der GDCh. 

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Originalpublikation:

https://doi.org/10.1002/ange.202306154

 

PD Dr. Kathrin Brockmann: Klassischen motorischen Symptome wie Bewegungsverlangsamung, Steifigkeit und Ruhezittern bemerken

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Meilenstein in der Parkinson-Forschung: Neuer Alpha-Synuclein-Test entdeckt die Nervenerkrankung vor dem Ausbruch

Erstmals lässt sich das fehlgefaltete Protein Alpha-Synuclein im Gehirnwasser von Menschen mit Parkinson nachweisen, schon vor Ausbruch der motorischen Symptome. 

Der neue Test könnte eine frühe und genaue Diagnose und Behandlung der Erkrankung ermöglichen, bevor das Gehirn zu stark geschädigt ist, so das Fazit einer im Mai 2023 im Fachmagazin „The Lancet Neurology“ veröffentlichten Studie.

„Dieses Ergebnis komplexer methodischer Entwicklungen der letzten Jahre ist ein Meilenstein für die Parkinson-Forschung sowie ein Durchbruch im Biomarker-Bereich und für die Entwicklung von neuen Therapien“, bestätigt PD Dr. Kathrin Brockmann, Oberärztin und Leiterin der Parkinson-Ambulanz am Universitätsklinikum Tübingen und Mitglied im Vorstand der Deutschen Gesellschaft für Parkinson und Bewegungsstörungen (DPG).

Bei Parkinson verklumpt im Gehirn das Protein Alpha-Synuclein und lagert sich ab. Das führt zu einer Fehlfunktion und zum Tod der Nervenzellen. Das neue Verfahren, der sogenannte Alpha-Synuclein Seed Amplification Assay (SAA), ermöglicht den Nachweis des fehlgefalteten Proteins im Hirnwasser, was ein früher Hinweis auf eine sich anbahnende Parkinson-Erkrankung sein könnte.

Früher Nachweis, bevor das Gehirn geschädigt ist

An der multizentrischen weltweiten Studie, die von der Michael J Fox-Stiftung (Parkinson’s Progression Markers Initiative (PPMI)) gefördert wurde, waren Forschungsteams aus den USA, Israel und Deutschland (Kassel und Tübingen) beteiligt. 

In der Studie wurden mit dem neuen Verfahren insgesamt 1123 Menschen mit diagnostizierter Parkinson-Erkrankung, häufigen Vorstadien der Erkrankung und gesunde Personen untersucht [1]. Über alle untersuchten Gruppen hinweg fand der Test das fehlgefaltete Protein bei 88 Prozent. Bei Menschen mit einer Parkinson-Vorform hing die Trefferquote stark von der Symptomatik ab: 

• Das Protein wurde bei 97 Prozent der Teilnehmenden mit beeinträchtigtem Geruchssinn nachgewiesen, aber nur bei 63 Prozent der Menschen mit REM-Traumschlafstörung.  

Bei den meisten Teilnehmenden mit einer Parkinson-Vorform, bei denen das Protein im Hirnwasser nachgewiesen wurde, gab es aber noch keine Hinweise auf Veränderungen der Nervenzellen in der Substantia nigra. 

• Die Entdeckung fehlgefalteten Alpha-Synucleins im Nervenwasser könnte somit sehr früh auf die Entstehung einer Parkinson-Erkrankung hinweisen – eine Voraussetzung für den Einsatz neuer modifizierender Therapien in Therapiestudien.

Unterschiede bei Menschen mit genetischen Risikofaktoren

Interessanterweise zeigen sich dabei im Hirnwasser bei Parkinson-Patient:innen mit genetischen Veränderungen je nach betroffenem Gen ganz unterschiedliche Profile. 

So wiesen in einer Studie des an der Methodenentwicklung beteiligten Tübinger Forschungsteams 93 % der Parkinson-Patient:innen mit Mutationen im GBA-Gen ein klares Alpha-Synuclein-Profil auf, während dies in nur 78 % der Patient:innen mit Mutation im LRRK2-Gen zu finden war und Patient:innen mit zwei Mutationen in den Genen Parkin oder PINK1 gar kein fehlgefaltetes Alpha-Synuclein im Nervenwasser aufwiesen [2]. Diese Ergebnisse aus der deutschen Studie konnten nun so auch in der weltweiten PPMI-Studie bestätigt werden. „Die unterschiedlichen Sensitivitäten sind ein Hinweis auf die unterschiedlichen Wege, auf denen sich das fehlgefaltete Alpha-Synuclein im Nervensystem ausbreitet“, erklärt PD Dr. Kathrin Brockmann. Somit eignet sich die (Nervenwasser-)Analyse mit diesem neuen SAA zur Identifizierung von Patient:innen mit fehlgefaltetem Alpha-Synuclein. „Da es derzeit tatsächlich erste Studien mit Impfungen gegen fehlgefaltete Formen des Alpha-Synucleins gibt, ist es wichtig vorherzusagen, bei welchen Patient:innen fehlgefaltetes Alpha-Synuclein vorliegt, welches das Fortschreiten der Erkrankung treibt“, so Dr. Brockmann.

Meilenstein für die Entwicklung von Biomarkern und Therapien

Bisher konnte das verklumpte Eiweiß zu Lebzeiten nicht nachgewiesen werden. 

• Die Betroffenen kommen für die Diagnose erst dann in die Klinik, wenn sie die klassischen motorischen Symptome wie Bewegungsverlangsamung, Steifigkeit und Ruhezittern bemerken. 

Zu diesem Zeitpunkt läuft der Erkrankungsprozess im Gehirn aber schon viele Jahre. 

„Wir sind also eigentlich zu spät mit der Diagnose, weil schon viele Nervenzellen untergegangen sind“, so Dr. Brockmann. 

„Wir können durch diesen Test nun direkt für jeden Patienten und jede Patientin individuell sagen, ob das verklumpte Alpha-Synuclein vorliegt. 

Damit wird nicht nur die Diagnosestellung, sondern auch die Planung von Parkinson-Studien und schlussendlich die Behandlung der Patient:innen deutlich verbessert. Der Test wird zukünftig sicher als Screening-Untersuchung genutzt werden“, so ihre Einschätzung. 

Am besten gelingt der Test im Hirnwasser, doch es werden auch weniger invasive Analysen in Blut, Haut und Schleimhaut in Studien untersucht.

Referenzen
1. Siderowf A et al. Assessment of heterogeneity among participants in the Parkinson’s Progression Markers Initiative cohort using α-synuclein seed amplification: a cross-sectional study. Lancet Neurol. 2023 Ma-y;22(5):407-417. https://doi.org/10.1016/S1474-4422(23)00109-6
2. Brockmann K, Quadalti C, Lerche S et al. Association between CSF alpha-synuclein seeding activity and genetic status in Parkinson’s disease and dementia with Lewy bodies. acta neuropathol commun 9, 175 (2021). https://doi.org/10.1186/s40478-021-01276-6

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Prof. Dr. Erdem Gültekin: Ablagerungen von Fibrillen des körpereigenen Proteins alpha-Synuclein zuerst in Neuronen des enterischen Nervensystems

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Hinweis auf Parkinson-Vorform in Stuhlprobe

Physikalische Biologie: Publikation in npj Parkinson’s disease

• Die sogenannte isolierte REM-Schlaf-Verhaltensstörung ist eine Krankheit, die bereits weit im Vorfeld auf eine Parkinson-Erkrankungen hinweisen kann. 

• Ein Forschungsteam um Prof. Dr. Erdem Gültekin Tamgüney von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) zeigt, dass im Stuhl der Betroffenen eine erhöhte Konzentration von α-Synuclein-Aggregaten nachgewiesen werden kann. 

In der zur NatureSpringer-Gruppe gehörenden Fachzeitschrift „npj Parkinson’s disease“ stellen sie ein Nachweisverfahren für diese Aggregate vor, die sie zusammen mit dem Uniklinikum Köln, dem Forschungszentrum Jülich und der attyloid GmbH entwickelt haben.

Es gibt zwei Formen der Parkinson-Erkrankung (kurz PD). 

• In 70 Prozent der Fälle nimmt sie im zentralen Nervensystem (ZNS) ihren Ausgang. 

• Bei rund 30 Prozent der Betroffenen liegt der Ursprung im Nervensystem des Darms („enterisches Nervensystem“). 

• Man spricht bei letzterem von einer „Körper-originären Parkinson-Erkrankung“ (kurz „Body-first PD“). Bei dieser Form bilden sich die charakteristischen Ablagerungen von Aggregaten des körpereigenen α-Synuclein-Proteins in den Neuronen im Darmbereich.

Eine Vorform der Body-first PD ist die sogenannte isolierte REM-Schlaf-Verhaltensstörung (kurz „iRBD“). 

Sie drückt sich durch teilweise komplexe Bewegungen während einer bestimmten Schlafphase – dem REM-Schlaf – aus, sofern der Patient lebhafte und erschreckende Träume hat. Diese Bewegungen können zu Eigen- oder Fremdgefährdung führen.

Ein Forschungsteam um Prof. Dr. Erdem Gültekin Tamgüney vom Institut für Physikalische Biologie der HHU berichtet nun, dass sie in Stuhlproben betroffener Patienten einen erhöhten Spiegel von α-Synuclein-Aggregaten nachweisen. Sie nutzten dazu eine neue, oberflächenbasierte Fluoreszenzintensitätsverteilungsanalyse („sFIDA“), um einzelne Teilchen von α-Synuclein-Aggregaten zu erkennen und zu quantifizieren.

Prof. Tamgüney: „Wir konnten als Erste α-Synuclein-Aggregaten im Stuhl nachweisen. Unsere Ergebnisse zeigen einen signifikant erhöhten Spiegel von α-Synuclein-Aggregaten bei iRBD-Patienten im Vergleich zu Gesunden oder Patienten mit Parkinson. Diese Erkenntnisse können zu einem nicht-invasiven Diagnostiktool für noch symptomfreie („prodomalen“) Synucleinopathien – einschließlich Parkinson – führen. Damit könnten frühzeitig Therapien eingeleitet werden, bevor Symptome auftreten.“ Bevor das Verfahren in die klinische Praxis Einzug halten kann, sind noch weitere Forschungsarbeiten notwendig. Etwa, warum der Spiegel bei Parkinsonpatienten niedriger lag, ist Gegenstand weiterer Untersuchungen.

Die Studie wurde zusammen mit dem Institut für Biologische Informationsprozesse – Strukturbiochemie (IBI-7) am Forschungszentrum Jülich, der Klinik und Poliklinik für Neurologie der Uniklinik Köln (UKK) und der HHU- und FZJ-Ausgründung attyloid GmbH durchgeführt. HHU und UKK haben dabei die Biobank mit den Stuhlproben von Patienten und Kontrollprobanden aufgebaut. HHU und FZJ haben das Testverfahren entwickelt und die Tests mit den Proben durchgeführt. Die attyloid GmbH ist Kooperationspartner und will an einer kommerziellen Verwertung der Ergebnisse arbeiten. Hier muss verifiziert werden, dass das Testverfahren sicher und im Regelbetrieb einsetzbar ist und so eine Zulassung erhalten kann.

Hintergrund

Bei der Body-first PD bilden sich die für Parkinson charakteristischen Ablagerungen von Fibrillen des körpereigenen Proteins alpha-Synuclein zuerst in Neuronen des enterischen Nervensystems aus, welches den Magendarmtrakt versorgt. 

Von dort aus wandern die Aggregate dann prionenartig zum ZNS.

 „Prionenartig“ bedeutet hier, dass ein vorhandenes Aggregat wie ein Kristallisationskeim bewirkt, dass sich in deren Nachbarschaft einzelne alpha-Synuclein-Proteine ebenfalls zu Aggregaten zusammenlagern, so dass sich diese im Körper weiter ausbreiten.

• Der Einfluss von Ereignissen im Magendarmbereich aufs Hirn wird als „Magendarm-Hirn-Achse“ bezeichnet. 

Der Magendarmbereich ist der Umwelt ausgesetzt. 

Es besteht die Möglichkeit, dass mit der Nahrung aufgenommene Schadstoffe wie Chemikalien, Bakterien oder Viren direkt oder über eine Wechselwirkung mit dem Mikrobiom des Magendarmtrakts die pathologische Bildung der alpha-Synuclein-Aggregate auslösen könnten.

Die Arbeitsgruppe von Prof. Tamgüney konnte bereits früher nachweisen, dass Magendarminfektionen das Risiko für PD erhöhen (siehe Nerius et al, 2019 in Gut. DOI: 10.1136/gutjnl-2019-318822). Auch konnte ein Bonn-Düsseldorfer Forschungsteam um Tamgüney im Tiermodell zeigen, dass oral verabreichte α-Synuclein-Fibrillen im Magendarmtrakt aufgenommen werden und sich von dort aus prionenartig zum ZNS ausbreiten und dort eine PD-artige Krankheit auslösen können (siehe Lohmann et al., 2019 in Acta Neuropathologica, DOI: 10.1007/s00401-019-02037-5).

 

sFIDA-Messprinzip: Eine Glasoberfläche wird mit Fänger-Antikörpern beschichtet, welche auf bestimmte Aminosäuren des α-Synuclein-Proteins reagieren. Die Fänger binden dann sowohl einzelne α-Synuclein-Moleküle als auch deren Aggregate. Ebenfalls sind mit einem Fluoreszenzfarbstoff ausgestattete Detektionsantikörper aufgebracht, die nur auf Aggregate reagieren. Findet eine Bindung an den Detektorantikörper statt, wird der Fluoreszenzfarbstoff aktiviert und strahlt dann, bei Lichteinstrahlung, charakteristisch-farbiges Licht aus. Dieses kann mit einem Fluoreszenzmikroskop nachgewiesen werden. (Grafik: HHU / Anja Schaffrath und Erdem Gültekin Tamgüney)

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Originalpublikation:

Anja Schaffrath, Sophia Schleyken, Aline Seger , Hannah Jergas, Pelin Özdüzenciler, Marlene Pils, Lara Blömeke, Anneliese Cousin, Johannes Willbold, Tuyen Bujnicki, Oliver Bannach, Gereon R. Fink, Dieter Willbold, Michael Sommerauer, Michael T. Barbe and Gültekin Tamgüney, Patients with isolated REM-sleep behavior disorder have elevated levels of alpha-synuclein aggregates in stool, npj Parkinson’s Disease (2023) 14.

DOI: 10.1038/s41531-023-00458-4

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Prof. Dr. Gunnar Schröder: Neurodegenerative Erkrankung: Alzheimer, Parkinson: Lipide beeinflussen Fibrillen-Bildung

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Neue Erkenntnis in der Parkinson-Forschung: Lipide beeinflussen Aufbau von Protein-Verklumpungen

Nach Alzheimer ist Parkinson die weltweit häufigste neurodegenerative Erkrankung. 

Bis zu 400.000 Betroffene leiden allein in Deutschland daran. 

• Dabei lagern sich fehlerhafte Alpha-Synuklein-Proteine zu faserartigen Strängen zusammen. 

Wenn diese sogenannten Fibrillen verklumpen, schädigen sie vermutlich Nervenzellen. 

Forschende haben nun gezeigt, wie Lipide an der Fibrillen-Oberfläche binden und die Anordnung der Synuklein-Proteine innerhalb der Fibrillen beeinflussen. 

Sie wiesen zudem nach, wie der Wirkstoffkandidat anle138b in eine Röhre im Innern einer solchen lipidischen Fibrille bindet. 

Die Erkenntnisse könnten neue Ansätze eröffnen, um Parkinson zu diagnostizieren und zu behandeln. 

 Alpha-Synuklein-Proteine (grün) bilden lange spiralförmige Fibrillen (oben). Bei der Fibrillenbildung lösen die Proteine Lipide (grau/rot) aus Lipid-Membranen (unten) heraus und bauen die Lipide in die Fibrillenstruktur ein. Benedikt Frieg Forschungszentrum Jülich

Es ist eine Krankheit mit vielen Gesichtern: 

• Im fortschreitenden Stadium der Parkinson-Erkrankung beginnen Gliedmaßen zu zittern, Muskeln werden steif, die Bewegungen verlangsamen sich. 

• Auch kognitive Störungen oder Depressionen können auftreten. 

Derzeit gibt es weder Heilung für Parkinson noch für die verwandten Krankheiten Lewy-Körper-Demenz und Multisystematrophie, bei denen ebenfalls Alpha-Synuklein-Fibrillen auftreten.

Auffällige Ablagerungen im Gehirn

Ein auffallendes Merkmal der Parkinson-Krankheit sind Verklumpungen der Alpha-Synuklein-Proteine im Gehirn. Wie andere Proteine bestehen auch diese aus langen Aminosäureketten, die sich dreidimensional korrekt falten müssen, um ihre Aufgaben zu erfüllen. In der falschen Form können sich Alpha-Synuklein-Proteine zu fadenförmigen Strängen, den Fibrillen, „aufeinanderstapeln“. 

Aus den Fibrillen wiederum können noch größere Ablagerungen entstehen. Wissenschaftler*innen vermuten, dass Zusammenlagerungen aus fehlgefalteten Alpha-Synuklein-Proteinen Nervenzellen in ihrer Funktion beeinträchtigen und zu ihrem Absterben beitragen.

In seiner korrekten Faltung ist Alpha-Synuklein für die Nervenzelle allerdings unverzichtbar. 

Es bindet an Lipidmembranen und ist in Nervenzellen daran beteiligt, Botenstoffbehälter zu transportieren und darin enthaltene Botenstoffe freizusetzen. 

„Lipide scheinen aber auch mit fehlgefalteten Alpha-Synukleinen zu wechselwirken“, berichtet Gunnar Schröder, Gruppenleiter am Forschungszentrum Jülich und Professor an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf. „Dass Wechselwirkungen zwischen Lipiden und fehlgefalteten Alpha-Synuklein-Proteinen eine Rolle bei der Entwicklung der Parkinson-Krankheit spielen könnten, wird bereits seit Langem vermutet. Doch bisher wissen wir nur wenig darüber“, ergänzt Bert de Groot, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut (MPI) für Multidisziplinäre Naturwissenschaften.

Lipide beeinflussen Fibrillen-Bildung

Diese Wissenslücke konnten die Wissenschaftler*innen jetzt schließen. Ihnen gelang es, erstmals mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie sichtbar zu machen, wie sich Lipidmoleküle an die Fibrillen-Oberfläche anheften und die Einheiten miteinander verbinden. Durch Einsatz aufwändiger Computersimulationen, kombiniert mit Festkörper-Kernspinresonanz-Spektroskopie, konnten die Teams zudem sichtbar machen, wie die Lipid-Proteinfibrillen miteinander wechselwirken.

Überraschend für die Forscherteams bildeten sich mehrere, vollkommen neuartige Fibrillen in Anwesenheit von Lipiden. „Unsere Erkenntnisse unterstreichen, dass wir Alpha-Synuklein-Fibrillen auch in Gegenwart von Lipiden untersuchen müssen, wenn wir die molekularen Grundlagen von Alpha-Synuklein-bezogenen Krankheiten verstehen wollen“, berichtet Max-Planck-Direktor Christian Griesinger.

Parkinson-Wirkstoffkandidat anle138b bindet an Lipid-Fibrillen

„Auch der vielversprechende Wirkstoffkandidat anle138b bindet an die Lipid-Alpha-Synuklein-Strukturen. Der Wirkstoff setzt sich in den röhrenförmigen Hohlräumen innerhalb der lipidischen Fibrille fest“, erklärt Loren Andreas, Forschungsgruppenleiter am MPI. „Solche Hohlräume finden wir auch bei anderen Proteinen, die sich fehlfalten und mit neurodegenerativen Erkrankungen in Zusammenhang gebracht werden, zum Beispiel dem Tau-und dem Prion-Protein. Die spannende Frage für uns ist nun, ob anle138b sich dort ähnlich anlagert und somit auch für solche Erkrankungen einen Diagnose- und Therapieansatz liefern könnte.“

Anle138b wurde 2013 von Griesingers Team zusammen mit Kolleg*innen um Armin Giese von der Ludwig-Maximilians-Universität München entwickelt. In Tests an Mäusen verzögert der Wirkstoff erfolgreich das Fortschreiten der Parkinson-Erkrankung. Zurzeit wird er von der MODAG AG in einer Zusammenarbeit mit der Firma Teva weiterentwickelt. In einer klinischen Phase-I-Studie erwies er sich als für den Menschen verträglich, was die weiteren laufenden klinischen Prüfungen ermöglicht.

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Dr. Loren B. Andreas
Leiter der Emmy-Noether-Forschungsgruppe Festkörper-NMR-Spektroskopie
Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften, Göttingen
Telefon: +49 551 201-2214
E-Mail: land@mpinat.mpg.de

Prof. Dr. Gunnar Schröder
Gruppenleiter im Forschungszentrum Jülich und Professor an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Telefon: +49 2461 61-3259
E-Mail: gu.schroeder@fz-juelich.de

Dr. Carmen Rotte Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften

Am Fassberg 11
37077 Göttingen
Deutschland
Niedersachsen

Telefon: 0551/201-1304
E-Mail-Adresse: carmen.rotte@mpinat.mpg.de

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Originalpublikation:

Frieg, B., Antonschmidt, L., Dienemann, C. et al.: The 3D structure of lipidic fibrils of α-synuclein. Nat Commun, 13, 6810 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41467-022-34552-7

Antonschmidt, L., Matthes, D., Dervişoğlu, R. et al. The clinical drug candidate anle138b binds in a cavity of lipidic α-synuclein fibrils. Nat Commun 13, 5385 (2022).
https://doi.org/10.1038/s41467-022-32797-w

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Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte

https://www.mpinat.mpg.de/de/andreas – Webseite von Loren Andreas' Emmy-Noether-Forschungsgruppe Festkörper-NMR-Spektroskopie, Max-Planck-Institut für Multidisziplinäre Naturwissenschaften, Göttingen
http://www.schroderlab.org/ – Webseite von Gunnar Schröders Computational Structural Biology Group, Forschungszentrum Jülich

Prof. Dr. med. Aiden Haghikia: Den Einfluss von Darmbakterien bei der Entstehung von chronisch-entzündlichen und neurodegenerativen Krankheiten

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Welche Bedeutung hat die Darmgesundheit für das Gehirn und den Körper?

Wissenschaftler:innen der Universität Magdeburg erforschen den Einfluss von Darmbakterien bei der Entstehung von chronisch-entzündlichen und neurodegenerativen Krankheiten wie Multipler Sklerose (MS) oder Parkinson. 

Die Doktorandin Antonia Lipp und Alexander Duscha sind Teil des 10-köpfigen Forschungsteams in dem Neuroimmunologischen Forschungslabor der Universitätsklinik für Neurologie Magdeburg. David Dettbarn Universitätsmedizin Magdeburg 

• Der Darm, in dem sich gut zwei Kilogramm unterschiedlicher Bakterien tummeln, nimmt nicht nur Einfluss auf die Verdauung, sondern auch auf unsere Hirnfunktion und ist ein wichtiger Modulator unseres Immunsystems. 

Die Forschungsgruppe „Translationale Neuroimmunologie und Neurodegeneration“ der Universitätsklinik für Neurologie in Magdeburg unter der Leitung von Prof. Dr. med. Aiden Haghikia untersucht den Einfluss der Ernährung und des Darm-Mikrobioms auf die Mechanismen, die zum Absterben von Nervenzellen des Gehirns bei chronisch-entzündlichen und neurodegenerativen Erkrankungen wie Multipler Sklerose (MS) oder Parkinson führen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen sollen innovative Therapien entwickelt werden.

• „Viele neurologische Erkrankungen sind trotz jahrzehntelanger intensiver Forschung zwar gut therapierbar, aber leider nach wie vor unheilbar. 

Es ist je nach Krankheit sehr unterschiedlich und nur in Teilen bekannt, was letztlich zum Absterben der Nervenzellen führt. 

Bei der MS können zum Beispiel eine ganze Reihe verschiedener Komponenten wie genetische Faktoren, Umwelteinflüsse sowie der individuelle Lifestyle, das heißt also die Ernährung oder ob jemand Raucher ist, potentielle Risiken darstellen“, erläutert Prof. Haghikia und betont vor welcher Herausforderung sein Team dabeisteht: 

„Das Gehirn ist eine der komplexesten Strukturen des menschlichen Körpers, was kaum von außen zugänglich bzw. zu untersuchen ist. 

Interaktionen zwischen autoimmun agierenden Immunzellen und Gehirngewebe wie im Falle der MS sind nicht einfach nachzubilden. Zudem stellt auch die Untersuchung der Interaktion von zwei sehr unterschiedlichen Organen wie dem Gehirn und dem Darm, die man normalerweise nicht annehmen würde, eine große Herausforderung im Labor dar.“

Mit Hilfe von bildgebenden Verfahren wie dem MRT sowie biologischen und immunologischen Analysen identifizieren die Wissenschaftler:innen für den Krankheitsverlauf relevante Signalwege und Zellen in Patient:innen und testen basierend auf den daraus gewonnenen Erkenntnissen in etablierten Modellsystemen innovative Behandlungsansätze. Das Leitungsteam der Arbeitsgruppe, bestehend aus Christiane Desel, Tobias Hegelmaier und Alexander Duscha, arbeitet gemeinsam mit einem 10-köpfigen Team aus jungen Nachwuchswissenschaftler:innen. Alexander Duscha erläutert erste Ergebnisse der wissenschaftlichen Arbeit: „Wir haben uns mit den Fettsäuren als bedeutenden Bestandteil westlicher Ernährung beschäftigt und konnten bereits 2015 beschreiben, dass die Länge der Fettsäuren die Entstehung und Vermehrung von entzündlichen oder regulatorischen Immunzellen in der Darmwand fördern kann.  

• Nun haben wir in einer Studie eine Mangelerscheinung der immunaktiven, kurzkettigen Fettsäure Propionsäure bei Patienten mit MS nachweisen können.“ 

• Setze man nun Propionsäure als Nahrungsergänzungsmittel zusätzlich zur angewandten Immuntherapie ein, zeigte sich bei den betroffenen Patienten laut den Neurowissenschaftler:innen ein positiver Einfluss auf Anzahl und Funktion von regulatorischen T-Zellen, welche im Verlauf der Erkrankung eine wichtige Rolle in der Regulation von autoimmunen Entzündungsreaktionen spielen. 

„Zudem konnten wir unter mehrjähriger Einnahme von Propionsäure eine Reduktion des Gewebeverlusts im Gehirn sowie eine Stabilisierung des individuellen Krankheitsverlaufes beobachten“, erklärt er weiter.

Diese Erkenntnisse werden nun in aktuellen Forschungsarbeiten auf andere neurologische Erkrankungen übertragen und intensiv untersucht. 

Dabei nutzt das Team eine Vielzahl an molekular- und immunologischen Methoden zur Bearbeitung von menschlichem Material, wie z.B. die Isolation von peripheren Immunzellen aus dem Blut von Patient:innen. 

„Für unsere Forschungsarbeit kommt auch die sogenannte Durchflusszytometrie sehr häufig zum Einsatz.

Hierbei können wir z.B. Art, Anzahl, Verhältnis und Funktion verschiedener Immunzellen im Blut, der Zellkulturschale und/oder Gewebe von Patient:innen bestimmen und anhand dessen die Wirkung bzw. Effizienz neuartiger Behandlungsoptionen testen.“

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Prof. Dr. med. Aiden Haghikia, Direktor der Universitätsklinik für Neurologie, Mail: aiden.haghikia@med.ovgu.de

Tobias Hegelmaier, Assistenzarzt/Clinician Scientist der Universitätsklinik für Neurologie, Mail: tobias.hegelmaier@med.ovgu.de

Alexander Duscha, Christiane Desel, Laborleiter des Neuroimmunologischen Labors der Universitätsklinik für Neurologie, Mail: alexander.duscha@med.ovgu.de, christiane.desel@med.ovgu.de

Friederike Süssig-Jeschor Universitätsmedizin Magdeburg

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Tiefen Hirnstimulation bei Parkinson und die Schwimmfähigkeit

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Das Zittern gestoppt, aber vergessen, wie man schwimmt

Tiefe Hirnstimulation bringt vielen Patienten mit Parkinson verlorene Bewegungskontrolle und damit Lebensqualität zurück. 

Bei wenigen Patientinnen und Patienten löscht sie aber die Fähigkeit zu schwimmen aus dem Bewegungsgedächtnis, wie Neurologen am Universitätsspital Zürich jetzt herausfanden. 
 
Zitternde Hände und ein unsicherer Gang sind typische Begleiterscheinungen der Parkinson-Krankheit – und beeinträchtigen die Lebensqualität der Betroffenen stark.

Tiefe Hirnstimulation kann das Zittern stoppen.

Dafür werden in einem bestimmten Hirnareal Elektroden platziert; ein ebenfalls implantierter Neurostimulator gibt über die Elektroden dann Impulse in das Hirnareal ab, wo das Zittern ausgelöst wird – und bringt es zum Stillstand.

Neurologen am Universitätsspital Zürich haben nun herausgefunden, dass die Tiefe Hirnstimulation bei einzelnen Patienten dazu führt, dass sich ihre Motorik insgesamt zwar verbessert, sie aber die Fähigkeit zu Schwimmen geradezu vergessen.

Die Ursache für diesen Effekt ist noch nicht abschliessend geklärt.

«Wir vermuten, dass die Synchronisierung der Nerven, die das Zittern stoppt, auch komplexe Bewegungsabläufe beeinflusst», fasst Christian Baumann, Neurologe und Parkinson-Spezialist den gegenwärtigen Stand des Wissens zusammen. «Zu diesen meist vor langer Zeit erlernten Bewegungsabläufen gehört Schwimmen, aber auch Skifahren.»

Stoppt die Stimulation, ist das Schwimmen wieder da

Einige Patienten – leidenschaftliche Schwimmerinnen und Schwimmer – die nicht mehr oder viel schlechter schwimmen konnten, schalteten den Neurostimulator aus. «Ihre Schwimmfähigkeit war fast sofort wiederhergestellt, als die Stimulation gestoppt wurde. Sie entschlossen sich aber, sie wieder zu aktivieren und auf das Schwimmern zu verzichten, weil die Vorteile für sie letztlich überwiegen.» Dank dieser Patienten ist den Forschern nun bekannt, dass der Ausfall rückgängig gemacht werden kann. Ob dies bei allen Patienten so wäre, ist aber noch nicht erwiesen.

Die Vorteile überwiegen

Christian Baumann rät nicht von der Tiefen Hirnstimulation bei Parkinson ab: «Wichtig ist, dass die Patientinnen und Patienten Bescheid wissen, bevor sie sich zu diesem Eingriff entscheiden. Und Parkinsonpatientinnen und -patienten mit einem Neurostimulator sollten nicht unbegleitet ins Wasser gehen, bis feststeht, dass ihre Schwimmfähigkeit nicht gelitten hat.» Sobald der Verdacht aufkam, dass die Tiefe Hirnstimulation die Schwimmfähigkeit einschränken kann oder gar zum Verschwinden bringt, wurden deshalb auch alle Patientinnen und Patienten mit bestehenden Neurostimulatoren informiert.

Originalpublikation:

Daniel Waldvogel et al., Beware of deep water after subthalamic deep brain stimulation. Neurology. 2020;94:1-3. doi:10.1212/WNL.0000000000008664

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Christian Baumann, Prof. Dr. med.
Leitender Arzt, Klinik für Neurologie, Universitätsspital Zürich
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Untersucher+Cardiolotse: Mangelnde Adhärenz von Patienten - Therapieempfehlungen

Medizin am Abend Berlin MaAB - Fazit: Wie bleiben Patienten der Therapie treu?

In einer vom BMBF geförderten Nachwuchsgruppe erforscht der Geriater und Neurologe PD Dr. Tino Prell am Universitätsklinikum Jena, in welchem Maß ältere neurologische Patienten in der Klinik und nach der Entlassung die vereinbarten Therapieempfehlungen einhalten und wodurch sich die Therapietreue verbessern lässt. 


Der Geriater und Neurologe PD Dr. Tino Prell erforscht am Universitätsklinikum Jena, in welchem Maß ältere neurologische Patienten die vereinbarte Therapie einhalten.
Foto: Michael Szabó/UKJ
 
Das Mittel vertrage ich nicht, die Tablette habe ich vergessen, ich weiß gar nicht, wozu die Salbe gut sein soll – aus den verschiedensten Gründen und erstaunlich oft können oder wollen sich Patienten nicht an die mit ihrem Arzt abgesprochenen Behandlungsmaßnahmen halten. 

• Die Weltgesundheitsorganisation schätzt, dass nur etwa die Hälfte der chronisch kranken Patienten in Industrieländern die Therapieempfehlungen konsequent einhält. 

Dies ist besonders bei älteren Patienten, die wegen mehrerer Erkrankungen auch zahlreiche Medikamente bekommen, ein großes Versorgungsproblem.

Diese mangelnde Adhärenz, so die Fachbezeichnung für die Befolgung des Therapieplans, verursacht enorme Kosten und kann zu einer dramatischen Verschlechterung des Gesundheitszustandes oder gar zum Tode führen.

In einem zweistufigen Forschungsprojekt untersucht eine Forschungsgruppe am Universitätsklinikum Jena jetzt allgemeine und krankheitsspezifische Faktoren, die zu einer Abweichung vom Therapieplan führen, und welche Maßnahmen die Adhärenz verbessern können. Die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Nachwuchsgruppe an der Klinik für Neurologie leitet PD Dr. Tino Prell: „Für die wachsende Gruppe der geriatrischen Patienten mit einer neurologischen Grunderkrankung wie Parkinson, Schlaganfall oder einer Demenz liegen bislang kaum umfangreiche Daten zur Adhärenz vor. Deshalb bitten wir diese Patienten auf unserer Station zunächst, an einer umfassenden Beobachtungsstudie teilzunehmen.“

Sektorenübergreifende Beobachtungsstudie zur Adhärenz

Dazu werden die Patienten während des stationären Aufenthalts nach persönlichen Gründen für das Nichteinhalten von Therapieempfehlungen, das als Non-Adhärenz bezeichnet wird, befragt.

Um der besonderen Struktur des deutschen Gesundheitssystems gerecht zu werden, erfolgt einen Monat nach Entlassung ein Telefoninterview, in dem u.a. die Gründe für Veränderungen der Medikation im ambulanten Bereich eruiert werden. Dieses Telefoninterview wird nach zwölf Monaten wiederholt, ergänzt um standardisierte Befragungen zur Lebensqualität und zur Adhärenz. Zusammen mit umfangreichen krankheitsspezifischen Daten kann so das komplexe Phänomen der Non-Adhärenz näher charakterisiert und verstanden werden.

Basierend auf diesen Daten sollen im zweiten Abschnitt des Projekts Maßnahmen entwickelt werden, die die Therapietreue verbessern können. „Die jeweiligen individuellen Gründe für Non-Adhärenz müssen berücksichtigt werden. Wer seine Medikamente häufig vergisst, dem kann am ehesten durch Verhaltensstrategien geholfen werden. Für Patienten, denen nicht ausreichend erklärt wurde, warum sie ein Medikament nehmen sollen, ist eine Verhaltensintervention sicherlich weniger nützlich. Hier sind andere Strategien notwendig“, nennt Tino Prell als Beispiel.

Niedergelassene Ärzte einbezogen in Test der Interventionen

Der zweite Projektteil überprüft dann die Wirksamkeit dieser Maßnahmen in einer kontrollierten Interventionsstudie. Dafür setzen die Jenaer Neurologen auch auf die Unterstützung ihrer Kollegen in den Arztpraxen. Der Studienarzt kontaktiert die niedergelassenen Ärzte vor der Entlassung des Patienten, um dessen aktuelle Situation, das Therapiekonzept und eventuelle Probleme zu besprechen. So können die in der Klinik mit Gesprächen und krankheitsspezifischen Informationen begonnenen Maßnahmen in der ambulanten Betreuung fortgesetzt werden. Nach zwölf Monaten erfragt das Studienteam dann wieder die Adhärenz und die Lebensqualität des Patienten.

Insgesamt 1000 Patienten will die Nachwuchsgruppe am Jenaer Uniklinikum in ihre Untersuchung aufnehmen, für die fünf Jahre veranschlagt sind. Ihr Ziel ist es, spezifische Interventionen zu etablieren, die die Adhärenz von neurogeriatrischen Patientinnen und Patienten verbessert. Tino Prell: „Damit wollen wir dazu beitragen, die Lebensqualität dieser Patienten zu steigern, unnötige Krankenhauseinweisungen zu vermeiden, Pflegebedürftigkeit zu reduzieren und Kosten für das Gesundheitssystem zu senken.“

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Insulinresistenz - Bluthirnschranke

Medizin am Abend Berlin Fazit: Insulin: Schützender Anpassungsmechanismus im Gehirn

Insulin unterstützt Nervenzellen dabei, eine bestimmte Klasse von Eiweißstoffen zu produzieren, die wichtig für die Gesundheit des Gehirns sind. 

Das zeigen Untersuchungen mit Mäusen von DZD-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am DIfE im Fachblatt Molecular Metabolism: 

Tiere, denen das Hormon durch die Nase verabreicht wurde, exprimierten – im Vergleich zu Mäusen, die kein intranasales Insulin bekamen – mehr der schützenden Proteine und fraßen weniger wohlschmeckendes, fettreiches Essen. 
 
Zellen „antworten“ auf Stress, indem sie mehr Schutzmoleküle herstellen, die diesem Stress entgegenwirken.

• Diese sorgen unter anderem dafür, dass die Proteinreifung schnell, präzise und möglichst fehlerfrei abläuft. 

So passt sich der Körper auch an Extrembedingungen an, die entstehen können, wenn wir ständig zu viel oder zu wenig essen. „Meist wird mit dem Begriff ‚Stress‘ etwas Negatives assoziiert. Hinter der zellulären Stressantwort verbirgt sich jedoch ein Prozess, der dafür sorgt, dass die Zellen gesund bleiben –in diesem Zusammenhang also etwas Positives“, sagt Dr. André Kleinridders, der im Deutschen Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) und im Deutschen Zentrum für Diabetesforschung (DZD) die Ursachen und Folgen der Insulinresistenz im Gehirn untersucht.  
 
Im zentralen Nervensystem ist Insulin für die Feinabstimmung der Hirnfunktion verantwortlich. 

• Es beeinflusst sowohl das Belohnungszentrum, die Nahrungsaufnahme als auch die geistigen Fähigkeiten und die Emotionalität. 

• Eine Insulinresistenz führt dazu, dass das Hormon nicht mehr wirkt, obwohl es in ausreichenden Mengen verfügbar ist.

Kleinridders und sein Team fanden nun heraus, dass Insulin im Gehirn dazu führt, dass die Zelle vermehrt Schutzmoleküle herstellt, darunter die für den Zusammenbau von Eiweißstoffen unentbehrlichen Hitzeschock-Proteine HSP10 und HSP60. 

• Über diesen Signalweg kontrolliert Insulin im Hypothalamus – der Hirnregion, die unser Essverhalten steuert – die Funktion der Mitochondrien. 

In diesen Organellen der Zellatmung wird die für den Körper lebenswichtige Energie erzeugt. 

Sie werden deshalb auch als „Kraftwerk“ der Zellen bezeichnet. Eine defekte Stressantwort wäre der Untergang der Mitochondrien und somit auch das Ende der Nervenzellen.


Der Verlust dieser Moleküle kann sowohl mit Stoffwechselerkrankungen wie Typ-2-Diabetes, als auch mit verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen einhergehen.

Mehr „Stress“, weniger Hunger

• Bisher war bekannt, dass intranasales Insulin bei gesunden Menschen das Hungergefühl für zuckerreiches Essen dämpft. 

• Wird Insulin durch die Nase, beispielsweise mit einem Spray, verabreicht, umgeht es die Bluthirnschranke und gelangt direkt ins Gehirn. 

In der aktuellen Studie konnten die Forscherinnen und Forscher beobachten, dass gesunde Mäuse, die Insulin „schnupften“, ebenfalls weniger der angebotenen schmackhaften, diesmal allerdings nicht zucker-, sondern fettreichen Speisen aßen.

Zudem stellte das Wissenschaftlerteam fest, dass die Mäuse vermehrt die erwähnten Schutzmoleküle bildeten, die die Funktion der Mitochondrien im Hypothalamus und somit die Gesundheit der Nervenzellen unterstützen.

Das Forscherteam untersuchte auch diabetische Mäuse, die nicht über körpereigenes Insulin verfügen und Mäuse, die durch eine fettreiche Nahrung resistent gegen das Hormon wurden.

Beide Gruppen hatten eine verminderte Stressantwort.

Durch die Stimulation mit Insulin konnte die Antwort wieder normalisiert werden. 

• „Wir wissen bis heute nicht, warum diabetische Patienten ein erhöhtes Risiko haben an Alzheimer oder Parkinson zu erkranken. 

Der insulinabhängige Regulationsmechanismus der Stressantwort liefert dafür wichtige Erklärungsansätze, die unbedingt weiterverfolgt werden sollten“, sagt Kristina Wardelmann, Doktorandin der Nachwuchsgruppe und Erstautorin der Studie.

Gesundes Altern nachhaltig fördern

Neben dem Insulin scheinen auch Nahrungsbestandteile wie Fett, die Stressantwort im Gehirn zu beeinflussen.

 „Vermutlich nimmt das Gehirn erhöhte Mengen an Fettsäuren wahr und aktiviert anpassende Stoffwechselreaktionen“, erklärt Kleinridders.

Künftig möchte die Gruppe auch nach Nährstoffen suchen, die eine ähnlich positive Wirkung wie das Insulin auf die Funktion der Mitochondrien und somit auf die Energielieferung und den Stoffwechsel haben.

Das Wissen darum könnte dazu beitragen, neuartige Interventionsstrategien zu entwickeln, die gesundes Altern nachhaltig fördern.

Literatur

Original-Publikation

Wardelmann K, Blümel S, Rath M, Alfine E, Chudoba C, Schell M1, Cai W, Hauffe 1, Warnke K, Flore T, Ritter K, Weiß J, Kahn CR, Kleinridders A. Insulin action in the brain regulates mitochondrial stress responses and reduces diet-induced weight gain. Molecular Metabolism (2019) [https://doi.org/10.1016/j.molmet.2019.01.001]

Ähnlicher Artikel

Chudoba C, Wardelmann K, Kleinridders A. Molecular effects of dietary fatty acids on brain insulin action and mitochondrial function. Biological Chemistry (2019) [https://doi.org/10.1515/hsz-2018-0477]


Hintergrundinformationen

Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE)

Das DIfE ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es erforscht die Ursachen ernährungsassoziierter Erkrankungen, um neue Strategien für Prävention, Therapie und Ernährungsempfehlungen zu entwickeln. Zu seinen Forschungsschwerpunkten gehören die Ursachen und Folgen des metabolischen Syndroms, einer Kombination aus Adipositas (Fettsucht), Hypertonie (Bluthochdruck), Insulinresistenz und Fettstoffwechselstörung, die Rolle der Ernährung für ein gesundes Altern sowie die biologischen Grundlagen von Nahrungsauswahl und Ernährungsverhalten. Das DIfE ist zudem ein Partner des 2009 vom BMBF geförderten Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD).

Deutsches Zentrum für Diabetesforschung e.V. (DZD)

Das DZD ist eines der sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung. Es bündelt Experten auf dem Gebiet der Diabetesforschung und verzahnt Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung. Ziel des DZD ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz einen wesentlichen Beitrag zur erfolgreichen, maßgeschneiderten Prävention, Diagnose und Therapie des Diabetes mellitus zu leisten. Mitglieder des Verbunds sind das Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, das Deutsche Diabetes-Zentrum DDZ in Düsseldorf, das Deutsche Institut für Ernährungsforschung DIfE in Potsdam-Rehbrücke, das Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrum München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen und das Paul-Langerhans-Institut Dresden des Helmholtz Zentrum München am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der TU Dresden, assoziierte Partner an den Universitäten in Heidelberg, Köln, Leipzig, Lübeck und München sowie weitere Projektpartner.

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Dr. André Kleinridders
Leiter der Nachwuchsgruppe Zentrale Regulation des Stoffwechsels
Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Tel.: +49 (0)33200 88-2428
E-Mail: andre.kleinridders@dife.de

Sonja Schäche
Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE)
Tel.: +49 33200 88-2278
E-Mail: sonja.schaeche@dife.de

Arthur-Scheunert-Allee 114/116
14558 Nuthetal, OT Bergholz-Rehbrücke
Deutschland
Brandenburg  

Originalpublikation:

Wardelmann K, Blümel S, Rath M, Alfine E, Chudoba C, Schell M1, Cai W, Hauffe 1, Warnke K, Flore T, Ritter K, Weiß J, Kahn CR, Kleinridders A. Insulin action in the brain regulates mitochondrial stress responses and reduces diet-induced weight gain. Molecular Metabolism (2019) [https://doi.org/10.1016/j.molmet.2019.01.001]

Bewegungsstörungen bei Parkinsonpatienten: Morbus Parkinson

Medizin am Abend Berlin Fazit: Wir wissen viel über Parkinson – aber längst nicht alles

Professor Björn Falkenburger ist jetzt als neuberufener Professor für Neurologie mit Schwerpunkt Bewegungsstörungen an der Medizinischen Fakultät und dem Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden auf der Suche nach neuen Therapieansätzen 
 
„Besonders faszinierend finde ich es, auf die molekulare Ebene abzutauchen, und da herauszubekommen, was eigentlich schief läuft in den Zellen, wenn sich bei Parkinsonpatienten die Krankheit manifestiert“, sagt Professor Björn Falkenburger.

Er ist seit dem 1.1.2019 neuberufen worden auf die Professur für Neurologie mit Schwerpunkt Bewegungsstörungen.
 
Prof. Björn Falkenburger Stephan Wiegand, MF TU Dresden

• Auf den ersten Blick sind es die verarmten Bewegungen, der etwas unrunde Gang, ein Zittern in der Hand. 

• Dahinter verbirgt sich nicht immer, wie die Umwelt auf den ersten Blick leider oft vermutet, der krankhafte Griff zur Flasche. 

Gerade bei den Menschen um die 60 ist die treffende Diagnose häufig: 

Morbus Parkinson. Mit diesem Krankheitsbild leben in Deutschland schätzungsweise 400.000 Patienten, und jährlich kommen 12.500 dazu. All denjenigen gilt es, ihre gewohnte Lebensqualität möglichst lange aufrechtzuerhalten. Dieses Unterfangen gelingt für viele Jahre nach der Diagnose recht gut. In fortgeschrittenen Erkrankungsstadien sind dann aber die Schädigungen im Gehirn so groß, dass der Alltag zu einer unlösbaren Herausforderung wird. 

• Der Grund dafür sind falsch gefaltete Proteinaggregate, die sich ablagern und die Nervenzellen schädigen. 

„Wie diese entstehen und wie diese Proteinaggregate abgebaut werden, genau auf dieser molekularen Ebene beschäftige ich mich schon seit über fünfzehn Jahren mit der Parkinsonerkrankung“, sagt Prof. Falkenburger.

Streng betrachtet können diese Überlegungen noch als Zukunftsmusik verstanden werden.

Aber um die Krankheit in all ihren Ausprägungen tatsächlich zu verstehen, sind jene Gedankenspiele unabdingbar. Bereits in den 60er Jahren wusste man, dass die Ursache für Parkinson das Absterben der Dopamin produzierenden Nervenzellen ist. Dieses Wissen prägt bis heute die Therapie. Was passiert aber im Gehirn, wenn das Dopamin ausbleibt? Eine Frage, die erst seit kurzem ausführlicher diskutiert wird.

So ist es jetzt aufgefallen, dass das Gehirn auf den Dopaminmangel reagiert.

 „Das Gehirn versucht auszugleichen, in dem es Verbindungen und Erregbarkeiten ändert – immer in der Hoffnung, dass es mit diesem Mangel zurecht kommt“, so Prof. Falkenburger.

Und dann gibt es noch eine ganze Reihe von Symptomen, die auf unsere Dopamintherapie gar nicht ansprechen, vermutlich, weil sie durch die bereits beschriebenen Protein-Aggregate verursacht sind. „Darauf müsste man auch reagieren, eben um die besagte Lebensqualität der Patienten über viele Jahre zu gewährleisten.“

Unser Gehirn steht diesen Veränderungen keinesfalls machtlos gegenüber. 

• Nervenzellen können Proteinaggregate abbauen und versuchen, den Mangel an Dopamin auszugleichen. 

• Manche dieser Reaktionen sind sinnvoll und müssen unterstützt werden, andere gehen in die falsche Richtung und müssen verhindert werden. 

Dass ein besseres Verständnis dieser Veränderungen den Verlauf der Erkrankung verändern kann, ist eine Vision.

Diese umzusetzen ist aber nur möglich, wenn das Umfeld stimmt.

„Das war meine Motivation, nach Dresden zu kommen.

Denn hier gibt es die perfekte Kombination aus Wissenschaftsnetzwerk und Patientenversorgung, ein Zusammenspiel aus Medizinischer Fakultät, außeruniversitären Forschungseinrich-tungen und Krankenversorgung – eben die Hochschulmedizin Dresden.“, freut sich Prof. Falkenburger über seinen Ruf nach Dresden.

Lebenslauf von Prof. Björn Falkenburger
1974 geboren, studierte Björn Falkenburger Medizin an der Eberhard Karls Universität Tübingen, wo er 2002 auch promovierte und zwei Jahre als Assistenzarzt arbeitete. In den Jahren 2004 bis 2006 war Falkenburger als Postdoktorand und Assistenzarzt an der Georg-August Universität Göttingen tätig. Zwei Jahre später führte ihn sein beruflicher Weg in die USA mit einem weiteren Postdoc-Aufenthalt an der University of Washington in Seattle (2004-2008). Er beendete seine Facharzt-Weiterbildung an der RWTH Aachen und wurde nach seiner Facharztprüfung 2013 Oberarzt. Der Neurologe trug zunächst die Verantwortung für Normalstationen, später für Notaufnahme, Stroke-Unit und Intensivstation. 2014 übernahm er die Geschäftsführung der Klinik für Neurologie am Universitätsklinikum der RWTH Aachen. Noch im selben Jahr erhielt er den Ruf auf eine W1-Professur für Translationale Hirnforschung. 2017 habilitierte Falkenburger im Fach Neurologie. Ein wichtiger Schwerpunkt seiner aktuellen Arbeit ist die Untersuchung intrazellulärer Prozesse bei Transport, Abbau und Sekretion von Proteinaggregaten, um die Entwicklung neuer Therapien für die Versorgung von Patienten mit der Parkinson-Krankheit voranzutreiben.

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Prof. Dr. Björn Falkenburger
Professur für Neurologie mit Schwerpunkt Bewegungsstörungen
Klinik und Poliklinik für Neurologie
Universitätsklinikum Carl Gustav Carus
und Medizinische Fakultät der TU Dresden
Telefon: +49 351 458 2532
E-Mail: bjoern.falkenburger@ukdd.de

Kim-Astrid Magister Technische Universität

Dipl.-Psych. Kim-Astrid Magister
Telefon: 0351 / 463-32398
Fax: 0351 / 463-37165
E-Mail-Adresse: kim-astrid.magister@tu-dresden.de

Einladung zur SCHULTERSCHMERZ - Studie: Wegtrainieren www.schulterhilfe.de

Medizin am Abend Berlin Fazit: Probanden für Studie gesucht: Schulterschmerzen wegtrainieren

Die Wasserkisten in den Keller schleppen, das Kind hochheben oder in der Küche werkeln – mit Schulterschmerzen kein Vergnügen. 

Ob ein neuentwickeltes Trainingsgerät sie lindert, wollen Sportwissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) testen. 

• Für ein achtwöchiges Training suchen sie Probanden mit Schulterproblemen. 

 
Das Schultergelenk ist das beweglichste Gelenk im ganzen Körper.

Fast jeder bekommt irgendwann Probleme in diesem Bereich.

 „Wird der Schmerz immer größer, entstehen über kurz oder lang Überbelastungsstörungen an anderer Stelle“, so Prof. Dr. Thomas Mühlbauer vom Institut für Sport- und Bewegungswissenschaften. 

Er und seine Kollegen wollen deshalb die Wirkung eines speziell entwickelten Trainingsgeräts (Schulterhilfe Optima / www.schulterhilfe.de) der Firma AktiFlex-Produkte KG an Betroffenen testen.

• „Wir wollen herausfinden, ob man mit dem Training beweglicher wird, mehr Muskelkraft bekommt und die Schmerzen zurückgehen.“

Die Probanden trainieren dreimal die Woche für ca. 20-30 Minuten zu Hause.

Vor und nach dem Trainingsprogramm steht eine zweistündige Diagnose im UDE-Sportinstitut an der Gladbecker Straße in Essen an.

Gesucht werden Frauen und Männer zwischen 35 und 65 Jahren mit Schulterproblemen (z. B. Impingement-Syndrom), aber ohne neurologische Erkrankungen wie Schlaganfall oder Parkinson.

Nach einer Infoveranstaltung im Februar, geht es im März mit dem Training los.

Die Teilnehmer dürfen das Trainingsgerät anschließend behalten, müssen allerdings selbst für die Fahrtkosten aufkommen.

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Simon Schedler, Institut für Sport- und Bewegungswissenschaften
Tel. 0201/183-7350
simon.schedler@uni-due.de

Prof. Dr. Thomas Mühlbauer
Institut für Sport- und Bewegungswissenschaften
Tel. 0201/183-7333
thomas.muehlbauer@uni-due.de

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47057 Duisburg
Deutschland
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Fax: (0203) 379-2428
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