{"id":1038,"date":"2025-04-22T22:29:28","date_gmt":"2025-04-22T20:29:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.uni.lu\/lcsb-de\/?post_type=news&p=1038"},"modified":"2025-10-29T09:55:37","modified_gmt":"2025-10-29T08:55:37","slug":"gehirn-assembloide-zur-erforschung-der-ausbreitung-der-parkinson-krankheit","status":"publish","type":"news","link":"https:\/\/www.uni.lu\/lcsb-de\/news\/gehirn-assembloide-zur-erforschung-der-ausbreitung-der-parkinson-krankheit\/","title":{"rendered":"Gehirn-Assembloide zur Erforschung der Ausbreitung der Parkinson-Krankheit"},"content":{"rendered":"\n
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Die Parkinson-Krankheit ist eine fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, doch wie sie sich im Gehirn ausbreitet, ist nach wie vor kaum verstanden. Forschern des Luxembourg Center for Systems Biomedicine (LCSB)<\/a> und internationalen Mitarbeitern ist es nun gelungen, die fortschreitende Ausbreitung der Alpha-Synuclein-Aggregation in einem Assembloid-Modell von Patienten nachzuweisen. Das Verst\u00e4ndnis, wie sich toxische Proteinaggregate zwischen Gehirnregionen ausbreiten, ist entscheidend, um die Mechanismen des fr\u00fchen Krankheitsverlaufs zu entschl\u00fcsseln. Die in Advanced Science<\/em> ver\u00f6ffentlichte Studie<\/a> liefert neue Erkenntnisse zu diesem Prozess.<\/p>\n\n\n\n

\nUntersuchung der Ausbreitung von Protein-Aggregaten<\/h4>\n\n\n\n

W\u00e4hrend die Parkinson-Krankheit h\u00e4ufig mit Symptomen wie Zittern, Steifheit und verlangsamten Bewegungen in Verbindung gebracht wird, beginnt die Erkrankung in Wirklichkeit bereits im Stillen, lange bevor diese motorischen Symptome auftreten. Das Vorhandensein fr\u00fcher, nicht-motorischer Symptome hat Forscher dazu veranlasst, zu untersuchen, wie sich die Parkinson-Krankheit im Laufe der Zeit im Nervensystem ausbreitet. Eine f\u00fchrende Theorie, die zuerst von dem deutschen Anatomen Prof. Heiko Braak vorgeschlagen wurde, besagt, dass die Parkinson-Krankheit im Darm oder im unteren Hirnstamm beginnt und sich dann allm\u00e4hlich nach einem bestimmten Muster im Gehirn nach oben ausbreitet. Die genauen Mechanismen, die zu dieser Ausbreitung f\u00fchren, sind jedoch noch unklar.<\/p>\n\n\n\n

Im Zentrum der Krankheit steht ein Protein namens Alpha-Synuclein. Im gesunden Gehirn reguliert es die Kommunikation zwischen den Nervenzellen. Bei der Parkinson-Krankheit faltet sich dieses Protein falsch und verklumpt, wodurch Nervenzellen gesch\u00e4digt werden und abnorme Strukturen entstehen, die als Lewy-K\u00f6rperchen bekannt sind – ein Schl\u00fcsselmerkmal der Krankheit. Um neue Behandlungsstrategien zu entwickeln, ist es wichtig zu verstehen, wie sich diese Aggregate zwischen den Hirnregionen ausbreiten. Um diese Herausforderung zu meistern, hat die Developmental & Cellular Biology<\/a> Gruppe am LCSB unter der Leitung von Prof. Schwamborn mit Forschern der Technischen Universit\u00e4t Eindhoven, des Universit\u00e4tsklinikums Schleswig-Holstein in L\u00fcbeck und des Hellenic Pasteur Institute in Athen zusammengearbeitet, um die fr\u00fchen Stadien der Parkinson-Krankheit im Labor mit einem innovativen Werkzeug nachzustellen: Gehirn-Assembloide.<\/p>\n\n\n\n

\nGehirn-Assembloide: ein neues Modell f\u00fcr die Krankheitsforschung <\/h4>\n\n\n\n

Um das Fortschreiten der Parkinson-Krankheit zu untersuchen, haben die Forscher Assembloide entwickelt, die aus zwei Arten von Gehirn-Organoiden zusammengesetzt sind. Dabei handelt es sich um miniaturisierte Hirnstrukturen, die aus menschlichen Stammzellen im Labor gez\u00fcchtet wurden. Ein Organoid stellte das Hinterhirn dar, wo die Parkinson-Krankheit vermutlich beginnt, das andere das Mittelhirn, in dem sich die Dopamin produzierenden Nervenzellen befinden, die bei der Krankheit zerst\u00f6rt werden.<\/p>\n\n\n\n

Unter Verwendung von induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs), die von Parkinson-Patienten mit einer seltenen SNCA-Gentriplikation stammen, einer Mutation, die zu einer \u00dcberproduktion von Alpha-Synuclein f\u00fchrt, stellte das Team fest, dass die Hinterhirn-Organoide spontan toxische Proteinaggregate bildeten. Als diese dann mit gesunden Mittelhirn-Organoiden zu einem Assembloid verbunden wurden, begann sich die Alpha-Synuclein-Pathologie innerhalb von nur 30 Tagen auf das gesunde Mittelhirngewebe auszubreiten.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDieses vom Patienten stammende Assembloid-Modell gibt uns einen beispiellosen Einblick in die Art und Weise, wie sich das toxische Alpha-Synuclein ansammelt und zwischen den Hirnregionen ausbreitet\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Jens Schwamborn<\/a>. \u201eEs ist das erste Mal, dass wir das Fortschreiten dieser Pathologie in einem auf dem Menschen basierenden System beobachten konnten, ohne das Protein \u00fcberm\u00e4\u00dfig zu exprimieren oder auf k\u00fcnstliche Ausl\u00f6ser angewiesen zu sein\u201c. Die Studie liefert somit einen direkten Beweis f\u00fcr Braaks Hypothese und zeigt, dass sich toxische Alpha-Synuclein-Aggregate von einer Hirnregion zur anderen ausbreiten k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

\nAlpha-Synuclein und seine Rolle beim Fortschreiten der Parkinson-Krankheit<\/strong><\/strong><\/h4>\n\n\n\n

Die Studie zeigte, dass ein \u00dcberschuss an Alpha-Synuclein im Hinterhirn ausreicht, um seine Ausbreitung ins Mittelhirn auszul\u00f6sen und die Synapsen – die lebenswichtigen Kommunikationspunkte zwischen den Nervenzellen – zu sch\u00e4digen.Noch bevor die Nervenzellen abzusterben begannen, beobachteten die Forscher fr\u00fche Anzeichen einer synaptischen Dysfunktion, einem Schl\u00fcsselmerkmal der Neurodegeneration.<\/p>\n\n\n\n

\u201eEin Anstieg von Alpha-Synuclein im Hinterhirn reichte aus, um die Ausbreitung des pathologischen Alpha-Synuclein-Proteins in das gesunde Mittelhirn auszul\u00f6sen, was zu einer synaptischen Dysfunktion f\u00fchrte\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Schwamborn. \u201eDies macht das Modell geeignet f\u00fcr zuk\u00fcnftige Anwendungen, um sowohl den Prozess der Ausbreitung der Pathologie besser zu verstehen als auch therapeutische Ans\u00e4tze zu entwickeln, die diesen Prozess hemmen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Das Team nutzte auch fortgeschrittene Techniken wie Mikroelektroden-Arrays und Virus-Tracking, um zu best\u00e4tigen, dass die Organoide funktionelle, gerichtete Verbindungen bilden, genau wie echte Hirnregionen. Als sich Alpha-Synuclein ausbreitete, wurden diese Verbindungen schw\u00e4cher, was auf eine fr\u00fche Unterbrechung der Netzwerkaktivit\u00e4t im Gehirn hindeutet.<\/p>\n\n\n\n

\nAuf dem Weg zu Fr\u00fcherkennung und personalisierter Medizin. <\/h4>\n\n\n\n

Assembloide bieten eine kontrollierte Umgebung, in der das Fortschreiten der Parkinson-Krankheit mit bisher unerreichter Detailgenauigkeit untersucht werden kann. Da sie die nat\u00fcrliche Architektur und Konnektivit\u00e4t des Gehirns nachahmen, versprechen sie nicht nur, die fr\u00fchesten Ereignisse der Parkinson-Krankheit aufzudecken, sondern auch neue Ans\u00e4tze f\u00fcr die Pr\u00e4zisionsmedizin. Da die Organoide von einzelnen Patienten stammen, k\u00f6nnen die Forscher untersuchen, wie sich bestimmte genetische Hintergr\u00fcnde auf den Krankheitsverlauf auswirken, und gezielte Therapien testen.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDieses Modell bietet eine einzigartige M\u00f6glichkeit, fr\u00fche Krankheitsmechanismen zu untersuchen und nach Medikamenten zu suchen, die die Vermehrung von Alpha-Synuclein blockieren k\u00f6nnen, bevor irreversible Sch\u00e4den auftreten\u201c, sagt Prof. Schwamborn. „Letztendlich k\u00f6nnte dies zu pr\u00e4ventiven Therapien f\u00fcr Menschen mit hohem genetischen Risiko f\u00fchren, die die Krankheit stoppen, bevor sie sich ausbreitet.<\/p>\n\n\n\n

\u2014

Wissenschaftiche<\/strong> Publikation<\/strong>:<\/strong> Gomez-Giro G, Frangenberg D, Vega D, Zagare A, Barmpa K, Antony PMA, Robertson G, Sabahi-Kaviani R, Haendler K, Kruse N, Papastefanaki F, Matsas R, Spielman M, Luttge R and Schwamborn JC. <\/strong>Alpha-synuclein pathology spreads in a midbrain-hindbrain assembloid model.<\/a> Advanced Science<\/em>, April 2025.<\/p>\n\n\n\n

Finanzierung:<\/strong> Diese Forschung wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europ\u00e4ischen Union unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n

Titelbild: <\/strong>Gemma Gomez-Giro.<\/p>\n\n\n

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\nMehr \u00fcber den Forscher<\/h2>\n
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    \nProf Jens Christian SCHWAMBORN<\/h3>\n\n\n\n

    Full professor in Cellular and Developmental Biology<\/p>\n\n

    \n \n \n View profile<\/span>\n <\/span>\n <\/use><\/svg> <\/a>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n<\/li><\/ul>\n\n<\/div>\n\n\n\n
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