Klinik und Poliklinik für Neurologie

Neues aus der Parkinson Forschung:
Genetik und Epigenetik

Die Empfänglichkeit eines Menschen, krank zu werden, wird von der ererbten Veranlagung, also der genetischen Information der menschlichen Zellen mitbestimmt, die z.B. die Leistungsfähigkeit des Immunsystems oder die Widerstandsfähigkeit unserer Organe gegen Umweltgifte wie Schwermetalle und Pflanzenschutzmittel oder Einflüsse durch Rauchen oder Über- und Unterernährung festlegen.

Die Genom-Forschung versucht, diese genetischen Veränderungen zu identifizieren und ihre Wirkungen zu analysieren. Einzelne Erkrankungen werden eindeutig vererbt und folgen d en sog. „Mendel’schen Regeln“. Andere Erkrankungen, wie z.B. auch die Parkinson’sche Erkrankung, werden zwar in seltenen Fällen auch von Mutationen in der DNA verursacht und folgen dann ebenfalls den Mendel’schen Regeln, aber die große Mehrzahl, sicher mehr als 90% aller Parkinson-Erkrankungen, werden hiervon nicht verursacht. Die Ursachen dieser sogenannten „sporadischen“ oder auch „idiopathischen“ Parkinson-Erkrankung werden derzeit als Folge verschiedener genetischer Varianten und komplexer Gen-Umwelt-Interaktionen auf einem Hintergrund altersbedingter Veränderungen vermutet. Die unterschiedlichen prädisponierenden Faktoren und die Vielzahl zusätzlicher Umwelteinflüsse sind sicher mit ein Grund für die unterschiedlichen Symptome von Menschen mit einer Parkinson-Erkrankung.

Veränderungen an der Erbsubstanz sind nicht auf den „genetischen Code“, also die Abfolge der vier organischen Nukleinbasen, den Grundbausteinen der Desoxyribonukleinsäure (DNS) beschränkt. Während auf einigen Abschnitten der DNS die verschiedenen „Baupläne“ und Informationen für alle Zellen und Zellbestandteile unseres Körpers gespeichert sind (dann spricht man von einem Gen), speichern andere Abschnitte die Informationen für die Aktivität des Erbguts: sie regeln, ob die Baupläne gelesen und umgesetzt werden. Wiederum andere Abschnitte sind vermutlich im Laufe der Millionen Jahre dauernden Evolution von Viren und Pflanzen, die frühe Vorfahren der Säugetiere mit der Nahrung zu sich genommen haben, aufgenommen und in das Erbgut integriert worden. Weitere Veränderungen betreffen die „Verpackung“, in der die DNS in einer Nervenzelle vorliegt: die lange Kette des DNS Moleküls ist ähnlich wie ein Wollknäuel um eine besondere Klasse von Eiweißmolekülen, den Histonen, aufgewickelt. Diese Verpackungsform regelt die Aktivität der Erbsubstanz und nimmt entscheidenden Einfluss darauf, welche Erbinformationen überhaupt zugänglich sind und welche Baupläne tatsächlich abgerufen werden können. Aus diesen „Plänen“ können dann die jeweils benötigten Bausteine z.B. besondere Eiweiße oder andere Bausteine der Zelle hergestellt werden. Dabei spielt eine chemische Veränderung der DNS selbst („Methylierung“) eine große Rolle; biochemische Modifikationen der DNS und der Histone sind eng miteinander verwoben und beeinflussen sich wechselseitig. DNS-Methylierung regelt, welche Baupläne in welcher Zelle „freigegeben“ und gelesen werden. Diese Regulationsprozesse, die zusätzlich zu den eigentlichen in den Genen abgelegten Bauplänen über die Eigenschaften von Zellen und Organismen entscheiden, werden als „epigenetisch“ bezeichnet. Die griechische Vorsilbe „Epi“ bedeutet „um-herum“ oder „zusätzlich“ und im heutigen Sprachgebrauch versteht man unter Epigenetik diejenigen Veränderungen unseres Erbguts, die nicht in der Abfolge der DNS selbst festgelegt sind. Mehr dazu findet sich in diesem Artikel, der in den Nachrichten der deutschen Parkinson Vereinigung im letzten Heft im Dezember 2016 erschienen ist.