Jülich: Neue Perspektiven für die Parkinson-Forschung

Jülich : Neue Perspektiven für die Parkinson-Forschung

Die Ursachen der Parkinson-Krankheit sind seit Jahrzehnten der Gegenstand intensiver Forschungen. Ein deutsch-argentinisches Team von Wissenschaftlern mit Jülicher Beteiligung fand nun heraus, dass ein Zusammenspiel von genetischen Faktoren und bestimmten Metallen dabei eine wichtige Rolle spielen könnte.

Sie entdeckten, dass die Wechselwirkung mit Kupfer das Verhalten eines bestimmten Proteins entscheidend verändert. Die Ergebnisse der Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), eröffnet völlig neue Perspektiven für therapeutische Ansätze.

Parkinson ist bekannt für ihre typischen motorischen Symptome wie Tremor, Muskelstarre, verlangsamte Bewegungen. Doch sie ist auch gekennzeichnet durch eine Vielzahl an nicht-motorischen Problemen, die hochgradig beeinträchtigend sein können.

Bisher verfügbare Therapien behandeln nur Symptome, über die eigentlichen Ursachen ist nur wenig bekannt. Sie tritt sehr häufig spontan auf, grundsätzlich steigt das Risiko mit zunehmendem Alter. Nur bei etwa fünf bis zehn Prozent wird von einer genetischen Veranlagung ausgegangen. Umweltfaktoren, wie etwa Pestizide oder Metalle, stehen im Verdacht, das Erkrankungsrisiko zu erhöhen.

Wissenschaftler, die das Gehirn von Betroffenen untersuchten, fanden eine Anhäufung von „Proteinklumpen“ von Alpha-Synuklein. Eine gemeinsame Studie der Universitätsmedizin Göttingen, des Max-Planck-Instituts für Biophysikalische Chemie, des IIDEFAR Instituts im argentinischen Rosario und des Forschungszentrums Jülich konnte neue Einsichten in die Funktionsweise von Alpha-Synuklein gewinnen: Die Wissenschaftler fanden Wechselwirkungen mit Umweltfaktoren, die zu einer Verklumpung beitragen.

Der Einfluss von Kupfer

Die Göttinger Forscher fanden heraus, dass das Zusammenspiel von Kupferionen und einer besonderen Form von Alpha-Synuklein, genannt H50Q, die Wahrscheinlichkeit für die Verklumpung des Proteins beeinflusst. Kupfer ist ein Metall, das dem fortschreitenden Verlust von Nervenzellen in Verbindung gebracht wird. H50Q ist eine krankheitserzeugende Mutation, die bei einigen Patienten gefunden wurde. Wie die beiden Faktoren zusammenwirken, konnten nun Prof. Paolo Carloni und seine Kollegen Jun.-Prof. Giulia Rossetti und Enrique Abad mithilfe der Kombination von strukturellen Daten und Simulationen auf Jülicher Superrechnern zeigen.

„Es ist sehr wichtig, quanten- und molekularmechanische Simulationstechniken miteinander zu verbinden“, erklärt Giulia Rossetti. „Mit ihnen lassen sich komplexe Wechselwirkungen und spektroskopische Eigenschaften von bestimmten Proteinen und Metallionen vorhersagen.“ Der Zugang zur Supercomputing-Infrastruktur des Forschungszentrums war ein entscheidender Vorteil, so Paolo Carloni: „Unsere Simulationen von an Alpha-Synuklein gebundenen Kupferionen benötigten mehr als zehn Millionen Kernstunden.“

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