Hinweise auf Parkinson-Vorform im Stuhl

Die isolierte REM-Schlaf-Verhaltensstörung ist eine Krankheit, die bereits weit im Vorfeld auf eine Parkinson-Erkrankungen hinweisen kann. Ein Forschungsteam der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) zeigt nun, dass im Stuhl der Betroffenen eine erhöhte Konzentration von α-Synuclein-Aggregaten nachgewiesen werden kann.

Es gibt zwei Formen der Parkinson-Erkrankung (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“ (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 isolierte REM-Schlaf-Verhaltensstörung (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. Erdem Gültekin Tamgüney vom Institut für Physikalische Biologie der HHU berichtet nun, dass es in Stuhlproben betroffener Patienten einen erhöhten Spiegel von α-Synuclein-Aggregaten nachweisen konnte. Die Wissenschaftler nutzten dazu eine neue, oberflächenbasierte Fluoreszenzintensitätsverteilungsanalyse (sFIDA), um einzelne Teilchen von α-Synuclein-Aggregaten zu erkennen und zu quantifizieren.

„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 nichtinvasiven Diagnostiktool für noch symptomfreie Synucleinopathien – einschließlich Parkinson – führen. Damit könnten frühzeitig Therapien eingeleitet werden, bevor Symptome auftreten“, erklärte Tamgüney. 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.

Der Magen-Darm-Bereich ist Umwelteinflüssen 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 um Tamgüney konnte bereits früher nachweisen, dass Magendarminfektionen das Risiko für PD erhöhen. Auch konnte ein Team um Tamgüney aus Forschern aus Bonn und Düsseldorf im Tiermodell zeigen, dass oral verabreichte α-Synuclein-Fibrillen im Magendarmtrakt aufgenommen werden und sich von dort prionenartig zum ZNS ausbreiten und eine PD-artige Krankheit auslösen können.

Bildlegende: 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)