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Parkinson: Gene verwandeln Gliazellen in Dopaminproduzenten

Dienstag, 11. April 2017

Stockholm – Die Injektion von vier Genen in die Basalganglien kann bei Mäusen Gliazellen in dopaminproduzierende Nervenzellen verwandeln, die laut Nature Biotechnology (2017; doi: 10.1038/nbt.3835) die motorischen Symptome einer zuvor induzierten Parkinson-Erkrankung linderten. Vor einer Anwendung beim Menschen sind noch weitere experimentelle Studien erforderlich.

Die Parkinson-Erkrankung wird durch den Untergang von dopaminprodu­zieren­den Nervenzellen in der Substantia nigra ausgelöst. Die Symptome der Erkrankung können vorübergehend durch eine Behandlung mit Dopamin oder Dopaminagonisten gelindert werden. Eine Heilung ist jedoch derzeit nicht möglich.

Die Transplantation von fetalen Hirnzellen, die Ende der 1980er Jahre klinisch erprobt wurde, erzielte nicht die erhoffte Wirkung, obwohl die Zellen im Gehirn der Patienten überlebten und vermutlich auch Dopamin produzierten. Seit einigen Jahren werden vermehrt Experimente mit menschlichen Stammzellen gemacht, die aus induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) im Labor generiert werden. Die Ausbeute ist jedoch gering und für eine klinische Anwendung derzeit nicht ausreichend.

Eine Alternative zu den Nervenzellen, die über den Umweg iPS aus Hautzellen gewonnen werden, könnte die direkte Reprogrammierung von Gliazellen im Gehirn sein. Diese Stützzellen des zentralen Nervensystems sind in den Basalganglien reichlich vorhanden, und sie könnten durch Injektion von geeigneten Transkriptionsfaktoren umfunktioniert werden.

Diesen Ansatz verfolgt derzeit ein Team um Ernest Arenas vom Karolinska Institut in Stockholm. Die Forscher haben zunächst menschliche Astrozyten in Zellkulturen mit unterschiedlichen Gene behandelt, um sie in dopaminproduzierende Nervenzellen zu verwandeln. Dies geschah mithilfe von Lenti-Viren, die die Astrozyten infizierten und dabei die Gene entluden, mit denen die Forscher die Lenti-Viren vorher bestückt hatten.

Die besten Ergebnisse wurden mit der Kombination aus drei Transkriptionsfaktoren und dem Gen miR218 erzielt, das die Differenzierung von Nervenzellen fördert. Im Labor wurde eine Ausbeute von bis zu 16 Prozent erzielt. Die ehemaligen Astrozyten begannen nicht nur Dopamin zu produzieren, sie waren auch elektrisch in ähnlicher Weise wie Nervenzellen erregbar.

Die Forscher injizierten die vier Gene dann in das Striatum von Mäusen, bei denen sie zwei Wochen zuvor durch ein Nervengift ein Parkinson-Syndrom ausgelöst hatten. Das Striatum ist wie die benachbarte Substantia nigra Teil der Basalganglien, aber größer und deshalb leichter als Injektionszielort zu lokalisieren. Schon kurz nach der Injektion der Gene waren im Gehirn der Mäuse wieder Nervenzellen nachweisbar, die zur Produktion von Dopamin in der Lage waren. Die Tiere erholten sich innerhalb von fünf Wochen wenigstens teilweise von den motorischen Symptomen der Parkinson-Erkrankung.

Vor ersten klinischen Studien wollen die Forscher noch weitere experimentelle Studien durchführen. Dabei wird es unter anderen um die Frage gehen, ob die Narbe, die sich im Gehirn nach der Injektion des Nervengifts gebildet hat, die Effektivität erhöht hat. Die Narbe besteht nämlich aus neu gebildeten Gliazellen, die möglicherweise leichter in dopaminerge Neurone verwandelt werden können als das Gliagewebe von älteren Patienten mit Morbus Parkinson.

© rme/aerzteblatt.de