Parkinson: Forscher machen körpereigenes Protein als Medikament nutzbar

Das Protein Nurr1 wird schon länger als möglicher Ansatzpunkt für die Parkinson-Therapie diskutiert, ist in seiner normalen Form aber nicht brauchbar, da es nicht in Zellen gelangen kann. Einem Team der Ruhr-Universität Bochum ist es gemeinsam mit US-amerikanischen Kollegen nun gelungen, Nurr1 in Zellen einzuschleusen.

Nurr1 ist ein Transkriptionsfaktor, es bindet also im Zellkern an die DNA und kontrolliert, welche Gene abgelesen und in Proteine übersetzt werden sollen. Es steuert dabei viele Vorgänge in Zellen, die den Botenstoff Dopamin produzieren, welche von der Parkinson-Krankheit betroffen sind.

Da Nurr1 normalerweise nicht in Zellen gelangen kann und somit auch keine Wirkung im Zellkern entfalten könnte, suchten die Forscher nach Wegen, das Protein mit einem Importsignal zu versehen. Fündig wurden sie im Bereich der Bakterien. Sie hefteten ein Fragment eines Proteins aus Bacillus anthracis an Nurr1 an. Dieses sorgt im Bakterium dafür, dass der Erreger in tierische Zellen eingeschleust wird. „Das verwendete Fragment des bakteriellen Proteins ist nicht krankheitsauslösend, es beinhaltet nur den Befehl, etwas in die Zelle zu transportieren“, erklärte Prof. Rolf Heumann. Ist das modifizierte Protein von der Zelle aufgenommen, wird der bakterielle Proteinbaustein abgespalten, und das Nurr1-Protein kann in den Zellkern wandern.

Nurr1 wirkt positiv auf das Schlüsselenzym der Dopamin-Synthese

Die Wirkung des so zugeführten Nurr1 maßen die Forscher, indem sie die Produktion des Enzyms Tyrosinhydroxylase verfolgten. Das Enzym ist eine Vorstufe in der Dopamin-Synthese, die bei der Parkinson-Krankheit gestört ist. Kultivierte Zellen, die mit modifiziertem Nurr1 behandelt wurden, produzierten mehr Tyrosinhydroxylase als unbehandelte Zellen. Zugleich stellten sie weniger Nur77-Protein her, welches an der Regulation des programmierten Zelltods beteiligt ist.

Protein schützt vor Wirkungen von Nervengift

Außerdem testeten die Forscher die Wirkung von modifiziertem Nurr1 an kultivierten Zellen, die sie mit dem Nervengift 6-Hydroxydopamin behandelten. Dieses lässt Dopamin-produzierende Zellen absterben und ist daher ein Modell für die Parkinson-Krankheit. Nurr1 konnte die Degeneration der Zellen durch das Nervengift verhindern.

„Wir hoffen, damit einen neuen Weg der Parkinson-Therapie einleiten zu können“, resümiert Dr. Sebastian Neumann. „Allerdings ist unser Nurr1-Fusionsprotein lediglich ein erster Anstoß für eine neue Entwicklung. Viele weitere Schritte sind nötig, um zu klären, ob das modifizierte Protein spezifisch die richtigen Zellen im Gehirn erreicht und wie man es applizieren könnte.“

Originalpublikation:
Paliga D. et al.: Lethal factor domain-mediated delivery of Nurr1 Transcription Factor enhances Tyrosine Hydroxylase activity and protects from neurotoxin-induced degeneration of dopaminergic cell.
Molecular Neurobiology, 18. August 2018