Ein spezieller dopaminerger Neuronentyp geht verloren

Dopaminerge (DA) Neuronen im Mittelhirn wurden erstmals Anfang der 1960er-Jahre entdeckt. Diese Neuronen in der Substantia nigra pars compacta (SNpc) lassen sich in eine ventrale (SNpcv) und eine dorsale Ebene (SNpcd) unterteilen. Die SNpcv-DA-Neuronen steuern die willkürlichen Bewegungen, und sie sind es, die bei Morbus Parkinson degenerieren. Die SNpcd-DA-Neuronen stellen hingegen Belohnung und Motivation sicher. Diese Neuronen bleiben bei Morbus Parkinson relativ verschont.

Mit dieser Charakterisierung gaben sich Wissenschaftler um Tushar Kamath vom Stanley Center for Psychiatric Research am Broad Institute of Harvard and MIT in Cambridge, Massachusetts, nicht zufrieden. Sie reicherten DA-Neuronen aus postmortalen menschlichen SNpc-Neuronen selektiv an und analysierten einzelne Zellen durch Einzelkern-RNA-Sequenzierung. So ließen sich zehn transkriptionell unterschiedliche Zell-Populationen unterscheiden, die die Wissenschaftler mithilfe einer hochauflösenden räumlichen Transkriptom-Technologie weiter charakterisierten.

Im Fachjournal »Nature Neuroscience« beschreibt das Team seine Ergebnisse, die es auf Basis der Charakterisierung von 387.483 einzelnen Kerngenomen, einschließlich 22.048 dopaminergen Neuronen, ableiten konnte. Auf Basis von 202.810 qualitativ sehr hochwertigen Zellkernen von zehn gematchten Individuen mit dokumentiertem pathologischem Verlust von DA-Neuronen im Mittelhirn gelang es, zelltypspezifische molekulare Veränderungen bei Parkinson-Patienten oder bei Patienten mit Lewy-Körper-Demenz zu identifizieren.

Gemeinsam ist diesen beiden Krankheiten, dass sie von einem Verlust dopaminerger Neuronen im SNpcv, von der Bildung von Lewy-Körpern, also abnormen Proteinaggregaten im Inneren der Zellen, und von einer Trias motorischer Kardinalsymptome – Steifheit, Bewegungsarmut und Tremor – begleitet sind. Allerdings treten im Rahmen einen Lewy-Körper Demenz wie bei der Alzheimer-Krankheit auch Plaques und Tangles sowie kognitive Beeinträchtigungen auf, was für Parkinson-Patienten nicht gilt.