Im Vorfeld einer Parkinson-Erkrankung weisen manche Betroffene Verhaltensanomalien während der nächtlichen REM-Schlafphase auf. Eine neue Studie zeigt nun, dass im Stuhl dieser Menschen Aggregate aus fehlgefalteten Alpha-Synuclein-Proteinen nachweisbar sind. Diese Proteinklumpen wurden bereits früher mit der Entstehung von Parkinson in Verbindung gebracht. Die Nachweismethode in Stuhlproben könnte eine neue Möglichkeit zur nicht-invasiven Früherkennung eröffnen.
Bei der Parkinson-Erkrankung spielen fehlgefaltete Alpha-Synuclein-Proteine eine Schlüsselrolle. Im Gehirn können Aggregate dieser Proteine Dopamin-produzierende Nervenzellen schädigen und so zur typischen Parkinson-Symptomatik mit motorischen und geistigen Störungen beitragen. Studien haben jedoch gezeigt, dass Parkinson bei rund 30 Prozent der Betroffenen nicht zuerst im Gehirn, sondern im Nervensystem des Darms entsteht. Bei dieser sogenannten Körper-originären Parkinson-Erkrankung wandern die schädlichen Protein-Aggregate über Nervenbahnen vom Darm bis ins Gehirn und richten dann dort Schaden an.
Neuer Test könnte bei Früherkennung helfen
Obwohl die Alpha-Synuclein-Aggregate schon länger als potenzielle Biomarker für eine entstehende Parkinson-Erkrankung diskutiert werden, war es bislang schwierig, sie zuverlässig in Körperflüssigkeiten nachzuweisen. Ein Team um Anja Schaffrath vom Forschungszentrum Jülich hat nun ein Testverfahren entwickelt, das ermöglicht, die fehlgefalteten Proteine und die daraus entstehenden Klumpen in Stuhlproben zu identifizieren.
Im Rahmen ihrer Studie baute das Team eine Biobank mit mehr als 200 Stuhlproben auf – darunter 94 Proben von Parkinson-Patienten, 51 von gesunden Kontrollpersonen und 72 Proben von Menschen, die an einer sogenannten isolierten REM-Schlaf-Verhaltensstörung (iRBD) leiden. Diese Erkrankung ist als Vorform der Körper-originären Parkinson-Erkrankung bekannt und geht damit einher, dass sich die Betroffenen während ihrer lebhaften, oft aggressiv geprägten Träume stark bewegen und dabei teilweise sich selbst und andere gefährden. Diagnostiziert wird iRBD bislang üblicherweise anhand umfangreicher Fragebögen und Untersuchungen im Schlaflabor.
Fehlgefaltete Proteine im Stuhl nachweisbar
Mit Hilfe des neu entwickelten Testverfahrens untersuchten Schaffrath und ihr Team die Stuhlproben aller Probanden auf Alpha-Synuclein-Aggregate. Das Ergebnis: „Wir konnten als Erste Alpha-Synuclein-Aggregate im Stuhl nachweisen“, berichtet Schaffraths Kollege Gültekin Tamgüney. „Das belegt, dass die Protein-Aggregate tatsächlich aus den betroffenen Nervenzellen im Magen-Darm-Trakt in den Stuhl gelangen können, und dass sie mit Hilfe unseres Tests nachweisbar sind.“
Den signifikant erhöhten Spiegel von Alpha-Synuclein-Aggregaten im Stuhl stellten Schaffrath und ihr Team vor allem bei iRBD-Patienten fest. „Das könnte dazu beitragen, einen nicht-invasiven Früherkennungstest zu entwickeln“, so die Forscher. Die Sensitivität und Spezifität des derzeitigen Testverfahrens sind allerdings noch relativ niedrig. Beim Vergleich zwischen Gesunden und iRBD-Patienten identifizierte der Test rund drei Viertel der Erkrankten korrekt als erkrankt. Allerdings stufte er auch rund die Hälfte der Gesunden fälschlicherweise als krank ein. „Verbessert werden könnten Sensitivität und Spezifität zukünftig, indem weitere Biomarker einbezogen werden“, so das Autorenteam.
Kein Synuclein bei “normalen” Parkinson-Patienten
Zur Überraschung der Forscher ließen sich anhand der Alpha-Synuclein-Konzentration im Stuhl keine Unterschiede zwischen Gesunden und Parkinson-Patienten feststellen. Frühere Studien hatten gezeigt, dass im Liquor von Parkinson-Patienten deutlich erhöhte Konzentrationen der fehlgefalteten Proteine nachweisbar sind. Im Stuhl zeigte sich davon allerdings nichts. Eine mögliche Erklärung könnte aus Sicht der Forscher sein, dass sie bei den in die Studie einbezogenen Parkinson-Patienten nicht mit Sicherheit ausmachen konnten, ob sich die Erkrankung bei ihnen ausgehend vom Darm oder vom Gehirn entwickelt hat. Proteine-Aggregate im Stuhl sind nur bei Patienten mit der Körper-originären Variante zu erwarten.
Eine andere Erklärung könnte sein, dass die Protein-Aggregate aus bisher ungeklärten Gründen vor allem in der Frühphase der Erkrankung mit dem Stuhl ausgeschieden werden. In zukünftigen Studien wollen sich die Forscher näher mit dem Verlauf und den Mechanismen der Erkrankung beschäftigen. Langfristig könnte dies dazu beitragen, Möglichkeiten der Früherkennung und frühzeitigen Therapie für Parkinson und weitere Erkrankungen zu finden, die mit fehlgefalteten Alpha-Synuclein-Proteinen assoziiert sind.
Quelle: Anja Schaffrath (Forschungszentrum Jülich) et al., npj Parkinson’s Disease, doi: 10.1038/s41531-023-00458-4
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