Die Parkinsonerkrankung ist durch eine Anhäufung von α-Synuclein und eine Degeneration dopaminerger Neuronen gekennzeichnet. Die Folgen sind u.a. Bewegungsverlangsamung, Muskelsteifheit, Ruhezittern und Haltungsinstabilität. Bekannt war bislang, dass die Oxidation von Dopamin ein wichtiger Treiber des Krankheitsbildes ist. Die Mechanismen, die diesem neurotoxischen Prozess zugrunde liegen, waren jedoch unklar. 

2017 hat ein Wissenschaftsteam aus Luxemburg, den USA und Tübingen in humanen Nervenzellkulturen eine Kaskade von zellulären Störungen beobachtet, die in den Mitochondrien beginnt. Dort kommt es zu oxidativem Stress, wodurch der Botenstoff Dopamin oxidiert wird und sich ansammelt. Oxidiertes Dopamin kann seine eigentliche Funktion nicht mehr erfüllen und behindert den Zellstoffwechsel. Es kommt zu einer verminderten Aktivität eines wichtigen Enzyms namens Glucocerebrosidase, wodurch der Abbau von Eiweißmolekülen in den Lysosomen nicht mehr ausreichend funktioniert. Am Ende sammeln sich die sogenannten Lewy-Körperchen an. ^{(1, 2)} Auch erklärten die Forscherinnen und Forscher, dass die Kaskade bei Mäusen nicht so ausgeprägt ist und daher Tiermodelle wie das Parkinson-Mausmodell ⁽³⁾ nicht geeignet sind. 

Das Forschungsteam aus München und Göttingen unter der Leitung von Prof. Lena Burbulla vom Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE), Abteilung Translationale Krankheitsmodellierung, hat zur Erforschung der Krankheitsursache ein in vitro-Modell entwickelt, das auf induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) des Mittelhirns von Parkinsonpatienten mit Veränderung im DJ-1-Gen basierte. Aus den Zellen wurden Nervenzellen entwickelt. Zusätzlich veränderte das Team normale Nervenzellen gentechnisch so, dass das Gen DJ-1 fehlte. ⁽⁴⁾ Das DJ-1 Gen (auch PARK7 genannt) spielt eine entscheidende Rolle beim Schutz von Zellen, insbesondere Nervenzellen des Gehirns, vor oxidativem Stress und Schäden. ⁽⁵⁾

Mittels der Methoden Proteomik, modernster Bildgebung und ultrasensitiver Dopaminsonden gelang es ihnen, feststellen, dass das Protein Monoamin-Transporter-2-Protein (VMAT2), das für die sichere Verpackung von Dopamin in synaptische Vesikel verantwortlich ist, aufgrund von ATP-Mangel in den Nervenzellen nicht richtig funktioniert. Eine ATP-Supplementierung dagegen stellte die vesikuläre Funktion wieder her und linderte die Dopamin-bedingte Pathologien in den Zellen. Dies könnte einen vielversprechenden Ansatz für eine therapeutische Strategie gegen Parkinson darstellen.

Originalpublikation:
Heger LM, Gubinelli F, Huber AJ, Cardona-Alberich A, Rovere M, Matti U, Müller SA, Nagaraja SR, Jaschkowitz L, Schifferer M, Wurst W, Lichtenthaler SF, Behrends C, Sambandan S, Burbulla LF. VMAT2 dysfunction impairs vesicular dopamine uptake, driving its oxidation and α-synuclein pathology in DJ-1-linked Parkinson's neurons. Sci Adv. 2026 Feb 13;12(7):eadz5645. doi: 10.1126/sciadv.adz5645. Epub 2026 Feb 11. PMID: 41671379; PMCID: PMC12893317.

Weitere Informationen:
(1) Burbulla LF, Song P, Mazzulli JR, Zampese E, Wong YC, Jeon S, Santos DP, Blanz J, Obermaier CD, Strojny C, Savas JN, Kiskinis E, Zhuang X, Krüger R, Surmeier DJ, Krainc D. (2017). Dopamine oxidation mediates mitochondrial and lysosomal dysfunction in Parkinson's disease. Science. 2017 Sep 22;357(6357):1255-1261. doi: 10.1126/science.aam9080. Epub 2017 Sep 7. PMID: 28882997; PMCID: PMC6021018.
(2) Parkinson National Centre of Excellences in Research (2023). Oxidiertes Dopamin – wichtiges Bindeglied bei der Parkinson-Krankheit. https://parkinson.lu/de/nachrichten/news/oxidiertes-dopamin
(3) InVitro+Jobs (2019). Welt-Parkinson-Tag: Trotz unzähliger Tierversuche noch keine Heilung. https://www.invitrojobs.com/index.php/de/neuigkeiten/news-archiv/item/4080-welt-parkinson-tag-trotz-unzaehliger-tierversuche-noch-keine-heilung
(4) https://www.lmu.de/de/newsroom/newsuebersicht/news/gestoerte-dopamin-verpackung-treibt-parkinson-krankheitsbild-voran-b3fb945c.html
(5) Repici M, Giorgini F. (2019). DJ-1 in Parkinson's Disease: Clinical Insights and Therapeutic Perspectives. J Clin Med. 2019 Sep 3;8(9):1377. doi: 10.3390/jcm8091377. PMID: 31484320; PMCID: PMC6780414.