Parkinson-verbindung zu fehlerhaften mitochondrien untersucht


Parkinson-verbindung zu fehlerhaften mitochondrien untersucht

Forscher von der University of Pittsburgh School of Medicine haben neue Einblicke in die zelluläre Biochemie, die Parkinson-Krankheit untermauert. Das Team hofft, dass diese neuen Hinweise dazu beitragen werden, effektive Medikamente in der Zukunft zu entwerfen.

Könnten mitochondriale Proteine ​​den Weg zu effektiven Parkinson-Behandlungen zeigen?

Parkinson-Krankheit (PD) ist eine degenerative Erkrankung, die die Dopamin-produzierenden Zellen im menschlichen Gehirn beeinflusst.

Betroffen schätzungsweise 1 Million Amerikaner, die primären Symptome sind Tremor, Steifheit, Instabilität und beeinträchtigtes Gleichgewicht und Koordination.

Der Zustand verschlechtert sich im Laufe der Zeit, bis der Mensch sich nicht mehr selbst versorgen kann.

Die Kosten für die PD in Amerika im Jahr 2010 wurden auf über 14,4 Milliarden Dollar geschätzt und aufgrund der alternden Bevölkerung wird dies in den kommenden Jahrzehnten deutlich ansteigen.

Derzeit gibt es keine Heilung für PD, aber einige Symptome können durch Drogen, einschließlich Levodopa und Carbidopa erleichtert werden.

Weil die genauen Prozesse, durch die PD das Gehirn beeinflussen, nicht vollständig verstanden werden, ist eine effektive Behandlung eine Herausforderung.

Die Rolle der Lewy-Körper

Ein Marker, der immer in der PD vorhanden ist, sind Lewy Körper. Diese sogenannten fibrillären Aggregate sind ein Kennzeichen der neuronalen Degeneration. Lewy Körper bestehen aus einem Gewirr von Proteinen, die sich stetig in Neuronen aufbaut und sie langsam daran hindert, richtig zu funktionieren.

Lewy-Körper bestehen aus einer Vielzahl von Proteinen, aber der primäre Bestandteil ist Alpha-Synuclein. Dieses Protein ist im gesunden Gehirn vorhanden und scheint bei der Übertragung von Neurotransmittern (chemische Botschaften) zwischen Neuronen, insbesondere Dopamin, eine Rolle zu spielen.

In PD (und einigen anderen Formen der Demenz) baut Alpha-Synuclein auf, um unlösliche Lewy-Körper zu schaffen. Warum dies geschieht, ist eine Frage, die noch auf eine Antwort wartet. Einzelpersonen, die eine erhöhte Anzahl dieser Klumpen zeigen, haben ein höheres Risiko, PD oder andere neurodegenerative Erkrankungen zu entwickeln.

Frühere Studien haben gezeigt, dass sowohl Lewy Körper und mitochondriale Dysfunktion in PD beteiligt sind. Es scheint nun klar, dass diese beiden Faktoren verknüpft sind. Lewy Körper werden gedacht, um die Art und Weise, in der Mitochondrien (die Machthäuser der Zellen) funktionieren zu stören. Das scheint zu sein, warum Lewy Körper eine toxische Wirkung auf das Gehirn haben.

Breaking research veröffentlicht diese Woche in Wissenschaft Translational Medicine Nimmt einen neuen Blick auf Lewy Körper und ihre Funktion in der Ätiologie der PD.

Die Rolle von TOM20 in Parkinson ist aufgedeckt

Die Forschung, die von Dr. J. Timothy Greenamyre und seinem Team am Pittsburgh Institute for Neurodegenerative Diseases (PIND) in Pennsylvania durchgeführt wurde, begann zu verstehen, wie Lewy Körper ihre toxische Wirkung auf Mitochondrien ausüben.

Sie haben gezeigt, dass das Alpha-Synuclein in Lewy-Körper an ein Protein namens TOM20 anhängt.

Die Bindung von Alpha-Synuclein an TOM20 verhindert, dass die Mitochondrien mit voller Kapazität funktionieren - weniger Energie wurde produziert, und es gab einen Aufbau von toxischen zellulären Abfällen wie reaktive Sauerstoffspezies.

Die Effekte von Alpha-Synuclein auf Mitochondrien sind wie ein vollkommen gutes Kohlekraftwerk extrem ineffizient, so dass es nicht nur nicht genug Strom macht, sondern auch zu viel giftige Verschmutzung schafft."

Dr. J. Timothy Greenamyre

Diese Wechselwirkung zwischen Lewy-Körpern und Mitochondrien scheint eine negative Schleife zu bilden: Lewy-Körper beeinträchtigen das Funktionieren der Mitochondrien, und da die Mitochondrien weniger gut funktionieren, fördert sie das Wachstum von Lewy-Körpern.

Bewaffnet mit diesen Informationen suchten die Wissenschaftler nach Wegen, die störenden Effekte von Alpha-Synuclein unter Verwendung von Zellkulturen umzukehren oder zu vermindern. Sie haben es geschafft, zwei Möglichkeiten zur Reduzierung der Toxizität zu finden:

  • Die Gentherapie zur Erhöhung der TOM20-Produktion in Neuronen schützte die Zellen vor Alpha-Synucleins Wirkungen
  • Die Zugabe eines zweiten Proteins, das Alpha-Synuclein von der Bindung an TOM20 blockierte, verhinderte die toxischen Effekte

Obwohl mehr Forschung benötigt wird, hofft Dr. Greenamyre, dass diese frische Avenue der Untersuchung neue und effektivere Behandlungen entworfen werden kann. Wenn die negativen Effekte von Alpha-Synuclein auf Mitochondrien umgekehrt oder zumindest behindert werden können, könnte die nächste Welle von Parkinson-Medikamenten viel effektiver sein.

Erfahren Sie mehr über die Erforschung eines Enzyms, das den Fortschritt der PD verlangsamen könnte.

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