Ein Urinmarker weist auf gestörte Abfallentsorgung in Gehirn-Zellen bei Parkinson hin
Zwei der bekanntesten genetischen Risikofaktoren für Parkinson stören offenbar denselben molekularen Mechanismus: das zelluläre Entsorgungssystem. Diese Störung lässt sich im Urin nachweisen -- und öffnet damit die Tür zu einem Test für Hirnschäden, die sich von außen sonst niemals erkennen ließen.
Forschende haben in eLife eine Studie über BMP, oder Bis(monoacylglycerol)phosphat, ein Lipidmolekül veröffentlicht, das normalerweise in den Lysosomen der Zellen vorkommt. Lysosomen sind die zellulären Entsorgungsfabriken: Sie bauen beschädigte Proteine und andere Abfallstoffe ab. BMP ist an der Bildung kleiner Vesikel innerhalb der Lysosomen beteiligt, die anschließend als sogenannte extrazelluläre Vesikel aus der Zelle ausgestoßen werden können.
Bei Parkinson-Patienten, die Mutationen in LRRK2 oder GCase tragen -- zwei Gene, die mit einem erhöhten Parkinson-Risiko in Verbindung stehen -- sind die BMP-Werte im Urin deutlich erhöht. Die Forschenden wollten verstehen, warum. Ihre Schlussfolgerung: Wenn LRRK2 oder GCase (Glukozerebrosidase, ein Enzym, das Fett in Lysosomen abbaut) nicht mehr richtig funktioniert, reichert sich BMP in den Lysosomen an, und es werden mehr BMP-reiche Vesikel aus der Zelle ausgestoßen. Diese Vesikel gelangen schließlich in den Urin.
Ein Fenster in das lysosomale System
Das ist bedeutsam, weil lysosomale Dysfunktion eines der frühesten und konstantesten Merkmale der Parkinson-Erkrankung ist -- auch außerhalb des Gehirns. Sowohl LRRK2 als auch GCase sind an der Aufrechterhaltung des lysosomalen Systems beteiligt. Mutationen in diesen Genen stören diese Funktion und führen zu einer Ansammlung von Abfallprodukten in den Zellen, darunter Alpha-Synuclein, das Protein, das die charakteristischen Ablagerungen bei Parkinson bildet.
Der neue Befund -- dass eine beeinträchtigte lysosomale Funktion zu einer erhöhten BMP-Ausschüttung über extrazelluläre Vesikel führt -- bietet etwas Greifbares: einen messbaren Wert in einer Körperflüssigkeit, die leicht zu gewinnen ist. Das ist für die Diagnostik wertvoll, möglicherweise aber auch zur Verlaufskontrolle von Therapien. Wenn eine Behandlung die lysosomale Funktion wiederherstellt, sollten die BMP-Werte im Urin sinken.
Noch kein diagnostischer Test
Die Studie zeigt klar, dass erhöhte BMP-Werte im Urin mit LRRK2- und GCase-vermitteltem Parkinson korrelieren -- ein validierter Biomarker ist das jedoch noch nicht. Offene Fragen betreffen die Spezifität: Steigt BMP auch bei anderen lysosomalen Erkrankungen an? Unklar ist zudem, wie früh im Krankheitsverlauf das Signal nachweisbar wird. Die Parkinson-Erkrankung ist durch eine lange präsymptomatische Phase gekennzeichnet, und frühe Biomarker sind selten. Sollte sich BMP als eines der ersten messbaren Signale erweisen, könnte das eine frühere Diagnose und Intervention ermöglichen.