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Die Parkinson-Krankheit, von der etwa 145 000 Menschen im Vereinigten Königreich betroffen sind, ist eine der häufigsten neurodegenerativen Erkrankungen und zeichnet sich vor allem durch Zittern und Steifheit der Hände, Arme und Beine sowie durch eine Verlangsamung der Bewegungen aus [1]. Die Ursache für diese Symptome ist ein verminderter Dopaminspiegel im Gehirn, wobei das wichtigste neuropathologische Merkmal eine Anhäufung von Alpha-Synuclein (α-Synuclein) ist [1] [2]. α-Synuclein ist ein Protein, das zum Teil als Monomer, aber auch als gefaltetes Tetramer vorliegt [2]. Eine Störung des Gleichgewichts zwischen Monomer und Tetramer führt zu einer Anhäufung von Aggregatformen, wie den Lewy-Körpern [2]. Diese Aggregatformen sind im Gehirn und Rückenmark von Parkinson-Patienten reichlich vorhanden und stören die dopaminerge Übertragung [2].
Frühere Forschungsarbeiten haben einen Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung der Darmmikrobiota und der Parkinson-Krankheit aufgezeigt, so dass sich in den letzten Jahren immer mehr Wissenschaftler mit diesem Themenbereich befassen [3]. In einer kürzlich erschienenen Arbeit wurden die Auswirkungen von Darmmikroben, die von Parkinson-Patienten entnommen wurden, auf die Akkumulation von α-Synuclein in Caenorhabditis elegans-Nematoden untersucht [4]. Das α-Synuclein in diesen Wurmmodellen wurde mit einem gelben Fluoreszenzprotein markiert, um die Analyse zu erleichtern [4]. Bei der für die Studie isolierten und verarbeiteten Mikrobe handelte es sich um Desulfovibrio spp. und mit Hilfe von PCR wurde eine Identifizierung bis auf Artniveau erreicht [4]. D. desulfuricans, D. fairfieldensis und D. piger waren die ausgewählten Spezies, die aus Kotproben von Parkinson-Patienten isoliert wurden. Diese wurden in einer Whitley anaeroben Arbeitsstation verarbeitet und dann an die Wurm-Modelle verfüttert [4]. Mit Hilfe der konfokalen Mikroskopie wurden Bilder der Köpfe der Würmer auf die Aggregation von α-Synuclein untersucht, und es wurde festgestellt, dass die mit der Desulfovibrio-Diät gefütterten Würmer deutlich mehr α-Synuclein-Aggregate aufwiesen als die Kontrollpersonen [3].
Desulfovibrio-Bakterien sind ein idealer Mikroorganismus für diese Studien, da sie im menschlichen Darm reichlich vorhanden sind und den Dickdarm besiedeln [3]. Molekulare Untersuchungen haben gezeigt, dass dieses Bakterium α-Synuclein beeinflusst, indem es Schwefelwasserstoff produziert, der die neuronale Signalübertragung stört [3]. Genauer gesagt können sie Cytochrom c in das Zytosol freisetzen und α-Synuclein-Radikale bilden, die wiederum die Bildung von α-Synuclein-Aggregaten verursachen [3]. Daraus lässt sich schließen, dass ein enger Zusammenhang zwischen Desulfovibrio-Bakterien und der Parkinson-Krankheit besteht [3]. Die Kenntnis der Faktoren, die die Krankheit verschlimmern, ist der Schlüssel zur Entwicklung von Behandlung und Pflege sowie zur Identifizierung derjenigen, die am meisten gefährdet sind, um eine möglichst frühe Diagnose zu stellen [3].
Geschrieben von DWS-Mikrobiologin Kirsty McTear
Referenzen
- UK P. Was ist die Parkinson-Krankheit? [Internet]. [zitiert 2023 Aug 09]. Verfügbar unter: https://www.parkinsons.org.uk/information-and-support/what-parkinsons
- Calabresi P, Mechelli A, Natale G, Volpicelli-Daley L, Di Lazzaro G, Ghiglieri V. Alpha-Synuclein in Parkinson's disease and other synucleinopathies: Von offener Neurodegeneration zurück zu früher synaptischer Dysfunktion. Cell Death & Disease. 2023;14(3). doi:10.1038/s41419-023-05672-9
- Murros KE, Huynh VA, Takala TM, Saris PE. Desulfovibrio-Bakterien werden mit der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2021;11. doi:10.3389/fcimb.2021.652617
- Huynh VA, Takala TM, Murros KE, Diwedi B, Saris PE. Desulfovibrio-Bakterien verstärken die Alpha-Synuclein-Aggregation in einem Caenorhabditis elegans-Modell der Parkinson-Krankheit. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2023;13. doi:10.3389/fcimb.2023.1181315
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