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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
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.

Medizin am Abend Berlin DirektKontakt
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Über Google: Medizin am Abend Berlin 
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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
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Wir altern diese Woche, oder etwa doch nicht?

Medizin am Abend Fazit:  Proteinaggregate schützen Zellen im Alter

Während ein Organismus altert, kommt es in seinen Zellen zu einem allmählichen Verlust der Qualitätskontrolle für Proteine.  

Das führt vermehrt zu deren Verklumpen und der Bildung so genannter Aggregate

Mit einem umfassenden Ansatz haben Forscher um F.-Ulrich Hartl und Matthias Mann am MPI für Biochemie (MPIB) in Martinsried bei München nun altersbedingte Änderungen in der Proteinzusammensetzung untersucht. Die in der Fachzeitschrift Cell publizierten Ergebnisse zeigen, dass im Laufe des Lebens die Mengenverhältnisse von Proteinen stark verschoben werden. Das wirft auch ein neues Licht auf die Herkunft und Funktion von Proteinaggregaten. 

Muskelzelle eines langlebigen Fadenwurms: Chaperon-reiche Proteinaggregate (grün) reichern sich an und schützen die Zelle im Alter.
Muskelzelle eines langlebigen Fadenwurms: Chaperon-reiche Proteinaggregate (grün) reichern sich an und schützen die Zelle im Alter.
Bild: Prasad Kasturi / Copyright: MPI für Biochemie


Altern ist ein komplexer biologischer Prozess, der häufig mit der Ablagerung von Proteinaggregaten in den Zellen einhergeht. Wissenschaftler nennen sie oft als Ursache für verschiedene neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Chorea Huntington oder Parkinson. Ihre genaue Rolle ist aber noch nicht abschließend geklärt. Ein Forscherteam unter der Leitung von F.-Ulrich Hartl am MPIB verwendete jetzt den winzigen Fadenwurm Caenorhabditis elegans (kurz: C. elegans) als Modellorganismus, um zu analysieren, wie sich das Proteom (die Gesamtheit der Proteine) im Laufe des Lebens verändert. "Die Studie ist die umfangreichste ihrer Art und erfasst mehr als 5.000 verschiedene Proteine zu mehreren Zeitpunkten während der Alterung", erklärt Prasad Kasturi, zusammen mit Dirk Walther Erstautor der Studie.

Die Forscher konnten zeigen, dass sich das Proteom der Würmer im Laufe der Zeit tatsächlich umfangreich wandelt.

Die Mengen von etwa einem Drittel aller Proteine ändern sich deutlich und verschieben so deren ursprüngliches Verhältnis zueinander. Diese Umverteilung beeinträchtigt die korrekte Funktion der Proteine und überfordert darüber hinaus die Qualitätskontrolle der Zelle. 

In der Folge bilden überschüssige Proteine vermehrt Aggregate, was letztlich zum Tod der Tiere führt.

Auf diesen Ergebnissen aufbauend analysierten die Forscher, wie genetisch veränderte Würmer mit einer wesentlich längeren oder kürzeren Lebensdauer mit diesen Änderungen zurechtkommen. "In kurzlebigen Tieren ist das Ungleichgewicht der Proteine noch ausgeprägter und setzt früher ein. Im Gegensatz dazu zeigen langlebige Würmer eine Proteomzusammensetzung, die deutlich weniger von der der Jungtiere abweicht", so Kasturi.  

Überraschend war für die Wissenschaftler vor allem, dass speziell die langlebigen Würmer überschüssige und schädliche Proteine in Form von unlöslichen Aggregaten ablagerten und an diesen Stellen spezielle Hilfsproteine, so genannte Chaperone, konzentriert vorkamen.

Da Chaperone anderen Proteinen helfen, ihre korrekte Faltung zu erlangen, vermuten die Forscher, dass so die funktionstüchtigen Proteine geschützt und die toxische Wirkung der Aggregate vermindert werden.

„Die Zellen bilden offenbar gezielt Chaperon-reiche Proteinaggregate als Schutzmechanismus - daher scheinen diese ein wichtiger Bestandteil des gesunden Alterns zu sein“, erklärt Katsuri.

Tatsächlich ist bekannt, dass in den Gehirnen gesunder älterer Menschen unlösliche Proteinaggregate vorkommen. Bisher hatten Forscher angenommen, dass Neurodegeneration und Demenz vor allem durch veränderte Proteinvarianten in Aggregaten verursacht werden. Diese Annahme könnte nun auf dem Prüfstand stehen: "Aggregate sind eindeutig nicht immer schädlich.  

Die Suche nach Möglichkeiten, schädliche Proteine in Form von unlöslichen Ablagerungen zu konzentrieren, könnte eine nützliche Strategie sein, um altersbedingte, neurodegenerative Krankheiten zu bekämpfen", ordnet F.-Ulrich Hartl die Studie ein. [HS]

Originalpublikation
Walther DM*, Kasturi P*, Zheng M, Pinkert S, Vecchi G, Ciryam P, Morimoto RI, Dobson CM, Vendruscolo M, Mann M and Hartl FU: Widespread Proteome Remodeling and Aggregation in Aging C. elegans. Cell, May 7, 2015
DOI: 10.1016/j.cell.2015.03.032

Medizin am Abend DirektKontakt:

Prof. Dr. F.-Ulrich Hartl
Zelluläre Biochemie
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
E-Mail: uhartl@biochem.mpg.de
http://www.biochem.mpg.de/hartl

Anja Konschak
Max-Planck-Institut für Biochemie
Am Klopferspitz 18
82152 Martinsried
Tel. +49 89 8578-2824
E-Mail: konschak@biochem.mpg.de
http://www.biochem.mpg.de

Weitere Informationen für die internationalen Beteiligte von Medizin am Abend:
http://www.biochem.mpg.de/hartl - Webseite der Forschungsabteilung "Zelluläre Biochemie" (F.-Ulrich Hartl)