Forschende haben im Kampf gegen die Parkinson-Krankheit einen großen Schritt nach vorn gemacht: Sie haben ein jahrzehntelanges Rätsel gelöst – und somit den Weg für die Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung der Krankheit geebnet. 

Das Protein PINK1 wurde erstmals vor über 20 Jahren entdeckt und steht in direktem Zusammenhang mit der Parkinson-Krankheit, der am schnellsten wachsenden neurodegenerativen Erkrankung der Welt. Bislang hatte niemand gesehen, wie menschliches PINK1 aussieht, wie PINK1 an der Oberfläche geschädigter Mitochondrien anhaftet oder wie es eingeschaltet wird.

Jetzt haben Forscher des WEHI-Forschungszentrums für die Parkinson-Krankheit erstmals die Struktur des an Mitochondrien gebundenen menschlichen PINK1 bestimmt.

Hoffnung auf zukünftige Behandlungen 

Die Hauptautorin der Studie, die WEHI-Forscherin Dr. Sylvie Callegari, erklärte, dass PINK1 in vier verschiedenen Schritten funktioniert, wobei die ersten beiden Schritte bisher nicht bekannt waren.

Zunächst nimmt PINK1 mitochondriale Schäden wahr. Dann heftet es sich an die beschädigten Mitochondrien. Einmal angeheftet, markiert es Ubiquitin, das sich dann mit einem Protein namens Parkin verbindet, so dass die geschädigten Mitochondrien recycelt werden können.  

“Dies ist das erste Mal, dass wir gesehen haben, wie menschliches PINK1 an die Oberfläche beschädigter Mitochondrien andockt, und es hat eine bemerkenswerte Reihe von Proteinen aufgedeckt, die als Andockstelle dienen. Wir haben auch zum ersten Mal gesehen, wie sich Mutationen bei Menschen mit Parkinson-Krankheit auf menschliches PINK1 auswirken”, so Dr. Callegari. 

Die Idee, PINK1 als Angriffspunkt für potenzielle medikamentöse Therapien zu nutzen, wird seit langem propagiert, konnte aber bisher nicht verwirklicht werden, da die Struktur von PINK1 und die Art und Weise, wie es sich an geschädigte Mitochondrien anlagert, nicht bekannt waren.  

Das Forschungsteam hofft, mit diesem Wissen ein Medikament zu finden, das die Parkinson-Krankheit bei Menschen mit einer PINK1-Mutation verlangsamt oder aufhält.

Der Zusammenhang zwischen PINK1 und Parkinson 

Eines der Kennzeichen der Parkinson-Krankheit ist das Absterben von Gehirnzellen. Im menschlichen Körper sterben jede Minute etwa 50 Millionen Zellen ab und werden ersetzt. Aber im Gegensatz zu anderen Zellen im Körper ist die Rate, mit der Gehirnzellen ersetzt werden, wenn sie sterben, extrem niedrig.

Wenn Mitochondrien beschädigt sind, stellen sie die Energieproduktion ein und geben Giftstoffe in die Zelle ab. Bei einem gesunden Menschen werden die geschädigten Zellen in einem Prozess entsorgt, der Mitophagie genannt wird.  

Bei Menschen mit Parkinson und einer PINK1-Mutation funktioniert der Mitophagie-Prozess nicht mehr richtig, so dass sich Giftstoffe in der Zelle ansammeln und sie schließlich absterben. Gehirnzellen benötigen viel Energie und reagieren besonders empfindlich auf diese Schädigung. 

Original Paper:

Die Studie mit dem Titel “Structure of human PINK1 at a mitochondrial TOM-VDAC array” ist in Science (DOI: 10.1126/science.adu6445) veröffentlicht worden.  

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Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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