M.A. Dirk de Pol, aktualisiert am 1. März 2024, Lesezeit: 4 Minuten

Parkinson ist eine neurodegenerative Erkrankung, die Millionen von Menschen weltweit betrifft. Sie ist durch den Verlust von dopaminergen Neuronen im Gehirn und die Ansammlung des Proteins Alpha-Synuclein gekennzeichnet. In der jüngsten Forschung konzentriert man sich darauf, zu verstehen, wie verschiedene Zelltypen und ihre räumliche Lage im Gehirn die Entwicklung und den Verlauf von Parkinson beeinflussen.

Die Komplexität des Gehirns

Das Gehirn ist ein komplexes Organ, das aus verschiedenen Zelltypen besteht, von denen jeder eine einzigartige Funktion hat. Das Verständnis der Rolle verschiedener Zelltypen bei Parkinson ist entscheidend für die Entwicklung wirksamer Behandlungen und Interventionen. Frühere Studien haben gezeigt, dass dopaminerge Neuronen (DA) eine wichtige Rolle bei Parkinson spielen, da ihr Verlust zu den charakteristischen motorischen Symptomen der Krankheit führt.

Entschlüsselung des räumlichen Transkriptoms

In einer kürzlich in Cell Reports veröffentlichten Studie führten Forscher eine Einzelzell-RNA-Sequenzierung an murinem Gehirngewebe durch, um Einblicke in die Genexpression von dopaminergen Neuronen im gesunden und erkrankten Zustand zu gewinnen. Durch den Einsatz fortschrittlicher Techniken wie der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung (FISH) und der Einzelzell-RNA-Sequenzierung (RNS-seq) konnten die Forscher die räumliche Verteilung der Genexpression im Gehirn mit hoher Auflösung kartieren.

Hauptergebnisse der Studie

Die Studie konzentrierte sich auf das Altern und Parkinson mithilfe eines transgenen Mausmodells. Die Forscher kreuzten DAT-TRAP-Mäuse mit SNCA-OVX-Mäusen, um die Boten-RNA-Expression von dopaminergen Neuronen in einem Parkinson-Modell zu erfassen. Durch die Analyse von Stereo-seq-Arrays und die Durchführung von transkriptomischen Profilen identifizierten die Forscher 29 verschiedene Zelltypen, darunter Astrozyten und hemmende kortikale Neuronen, in den Gehirnschnitten.

Räumliche Verteilung der Genexpression

Die Forscher analysierten die räumliche Verteilung der Genexpression in verschiedenen Gehirnregionen, einschließlich des Kortex, des Hippocampus, des Thalamus, des ventralen Mittelhirns und des Striatums. Sie stellten fest, dass dopaminerge Neuronen spezifische Marker-Gene und die Expression des Calcium-Sensing-Rezeptors (CASR) aufwiesen. Darüber hinaus beobachteten sie altersbedingte Genvariationen in den Zellen, was wertvolle Erkenntnisse über den Alterungsprozess im Zusammenhang mit Parkinson liefert.

Krankheitsassoziierte genetische Veränderungen

Die Studie untersuchte auch krankheitsassoziierte genetische Veränderungen in verschiedenen Zelltypen, einschließlich dopaminerger Neuronen. Sie entdeckten einen spezifischen Verlust dopaminerger Neuronen in der Substantia nigra und eine erhöhte Aktivierung von Mikroglia mit zunehmendem Alter. Die Analyse der Signalwege ergab Veränderungen in biologischen Prozessen wie der Modulation der synaptischen Übertragung, der Axon-Umhüllung und der intrazellulären Calciumionen-Homöostase.

Implikationen für die Parkinson-Forschung

Die Ergebnisse dieser Studie werfen Licht auf das komplexe Zusammenspiel von Zelltypen, Lage und Parkinson. Durch die Identifizierung spezifischer Genexpressionsmuster und genetischer Veränderungen im Zusammenhang mit Parkinson können Forscher gezielte Therapien entwickeln, um die Krankheit zu verhindern oder ihren Verlauf zu verlangsamen. Darüber hinaus könnte die räumliche Analyse der Genexpression dazu beitragen, neue Biomarker für die Früherkennung von Parkinson zu identifizieren.

Fazit

Die Kartierung des Gehirns und die Analyse der Genexpression von Zelltypen haben zu einem besseren Verständnis von Parkinson und seinen zugrunde liegenden Mechanismen geführt. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, wie verschiedene Zelltypen und ihre räumliche Verteilung im Gehirn die Entwicklung und den Verlauf von Parkinson beeinflussen. Durch die Identifizierung spezifischer Genexpressionsmuster und genetischer Veränderungen können gezielte Therapien entwickelt werden, um die Krankheit zu behandeln oder ihren Verlauf zu verlangsamen. Die räumliche Analyse der Genexpression könnte auch zur Identifizierung neuer Biomarker für die Früherkennung von Parkinson beitragen. Die Fortschritte in der Parkinson-Forschung geben Hoffnung auf zukünftige Behandlungen und möglicherweise sogar eine Heilung für diese neurodegenerative Erkrankung.

Quellen und weiterführende Informationen

  1. Peter Kilfeather et al., (2024) Single-cell spatial transcriptomic and translatomic profiling of dopaminergic neurons in health, aging, and disease, Cell Reports 2024, 43, 113784, doi: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.113784. https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(24)00112-8
  2. Parkinson-Krankheit, Wikipedia 2024.
  3. The Latest Advances and Innovation in Parkinson’s Disease Treatment “ Department of Neurology “ College of Medicine “ University of Florida

ddp


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