Eine einheitliche Theorie von Parkinson

Wie viel verstehen wir im Parkinson-Universum wirklich?

Vor über einem Jahrhundert hat Albert Einstein unser Konzept von Raum und Zeit dramatisch verändert. Seine Arbeit über die allgemeine Relativitätstheorie, die 1915 in vier Vorlesungen vorgestellt wurde, untermauert noch immer einen Großteil unseres Verständnisses der Wunder des Kosmos und beeinflusst weiterhin unser Leben auf der Erde.

Während sich eine "Theorie von allem" selbst den größten Köpfen der Physik noch entzieht, hat die Kombination von allgemeiner Relativitätstheorie und Quantenmechanik zusammen mit der Entwicklung unzähliger anderer Theorien eine beispiellose Beschleunigung unseres Verständnisses der Physik erfahren, die unsere Realität regiert.

Warum beginne ich mit diesen Theorien einen Parkinson-Beitrag?

In gewisser Weise ähnelt unser wissenschaftliches Verständnis von Parkinson heute dem Verständnis des Universums vor 1915. Und als das 20. Jahrhundert einen neuen Rahmen für die Physik hervorbrachte, der eine Vielzahl von Konzepten in Bezug auf Raum, Zeit, Masse, Energie und Schwerkraft miteinander verband, brachte das 21. Jahrhundert eine dramatische Veränderung in unserem Verständnis von Parkinson mit sich.

Bei Parkinson werden täglich an vielen verschiedenen Fronten Fortschritte erzielt. Während es den Anschein haben mag, dass diese verschiedenen Forschungslinien nicht miteinander verbunden sind und sich nicht gegenseitig leiten können, gibt es ein größeres Bild bei der Arbeit, das auf unserem kombinierten Verständnis beruht. Zusammen bringen uns kleine Fortschritte auf der ganzen Welt einer Behandlung näher, die eines Tages den Zustand in die Geschichtsbücher aufnehmen wird.

Wie in der Physik gibt es derzeit keine solche einheitliche Parkinson-Theorie, die all unser aktuelles Wissen zusammenbringt. In den letzten 50 Jahren, seit der Abbau von Dopamin im Parkinson-Gehirn entdeckt wurde, hat sich gezeigt, dass der Zustand in vielerlei Hinsicht so komplex ist wie das Universum, das Physiker immer noch zu verstehen versuchen. Stattdessen hoffe ich, dass dieser Beitrag einige der Möglichkeiten hervorhebt, wie neuere Entdeckungen in scheinbar unverbundenen Parkinson-Bereichen und in den Neurowissenschaften im Allgemeinen einander beeinflussen und voneinander abhängen.

In diesen Entdeckungen glaube ich, dass wir die Eckpfeiler des komplexen Puzzles gefunden haben, das Parkinson ist, und dass ich Hoffnung auf neue und bessere Behandlungen und eines Tages auf Heilung finde.

Entwicklungen bei der Behandlung von Parkinson-Symptomen haben in den letzten Jahrzehnten die bedeutendsten Auswirkungen auf das Leben von Parkinson-Patienten gehabt. Es gibt viele Verbesserungen - von verschiedenen Abgabemechanismen für Parkinson-Medikamente und deren Kombination mit anderen Verbindungen, die ihre Verwendung erweitern und ihre Nebenwirkungen verringern, bis hin zu Fortschritten bei den Operationstechniken und einem besseren Verständnis der Rolle von Bewegung beim Symptommanagement. Trotz dieser Entwicklungen bleibt Parkinson ein schwächender Zustand.

Die Hauptbehandlung im Herzen der meisten Parkinson-Medikamente ist Levodopa, das es seit über 50 Jahren gibt. Während aktuelle Medikamente eine wichtige Rolle bei der Behandlung von Symptomen spielen, versagen sie zu oft in späteren Stadien der Erkrankung. Am überraschendsten ist vielleicht, dass wir 200 Jahre nach der ersten Beschreibung noch keine Therapie haben, die das Fortschreiten von Parkinson verlangsamen oder stoppen kann.

Wir stehen jedoch vor neuen und besseren Behandlungen, was auf eine dramatische Verbesserung unseres Verständnisses von Parkinson in den letzten Jahrzehnten zurückzuführen ist. Heute beginnen wir, das Universum zu verstehen, das in diesen Gehirnzellen existiert, und schätzen die Komplexität, die die Entwicklung einer Heilung so lange verhindert hat, dass wir die Herausforderungen erkennen können und jetzt hilft uns die Wissenschaft, sie zu überwinden.

Beginnen wir damit, tief in das Gehirn einzutauchen, um einen Blick in die von Parkinson betroffenen Zellen zu werfen - die Dopamin produzierenden Zellen der Substantia Nigra. Während allgemein anerkannt ist, dass Parkinson in diesen Zellen nicht beginnt, zeigen Studien über das Fortschreiten des Zustands, dass es sich weiter unten im Rückenmark ausbreitet und in einigen Fällen sogar aus dem Darm stammt, aber es ist ihr Verlust, der das verursacht Symptome der Erkrankung.

In den letzten Jahrzehnten haben wir viel darüber gelernt, wie sich Parkinson auf die Bahnen und bestimmte Teile dieser Gehirnzellen auswirkt, und haben herausgefunden, was zu ihrem Verlust führt. Hier erscheint die erste Herausforderung bei Parkinson…

„Parkinson galt einst als die am einfachsten zu lösende der wichtigsten neurologischen Störungen. Das Wissen der letzten 20 Jahre war großartig, aber es hat dem Fachgebiet auch gezeigt, wie komplex eine Störung ist. “
- Martin Taylor

Anders als bei anderen Erkrankungen, bei denen eine einzelne genetische Veränderung oder ein fehlerhafter Signalweg als Grundursache identifiziert werden kann, haben wir gelernt, dass die Ursache für den Verlust von Gehirnzellen bei Parkinson unglaublich komplex ist. Mehrere Teile der Zelle sind gestört - von den zellulären Kraftwerken und Abfallentsorgungssystemen bis hin zur Art und Weise, wie die Zelle mit Stress umgeht und auf Entzündungen reagiert. Um die Sache noch weiter zu verkomplizieren, sind diese Prozesse miteinander verknüpft und können sich auf webähnliche Weise gegenseitig beeinflussen. Daher wird es schwierig, die fehlerhafte Verbindung herzustellen, die die Abwärtsspirale in Richtung Zellverlust auslöst.

Ein Großteil unseres Verständnisses dessen, was in diesen Zellen geschieht, beruht auf relativ seltenen genetischen Faktoren, die bestimmte Teile der Zelle für Fehlfunktionen prädisponieren. Diese Assoziationen haben Forschern geholfen, Studien und Tiermodelle zu entwickeln, um die Probleme an der Wurzel von Parkinson herauszusuchen und die Gemeinsamkeiten zu finden, die sowohl zwischen vererbten als auch sporadischen Formen der Erkrankung bestehen.

Durch diese Studien erweitern Forscher unser globales Verständnis um Informationen und nutzen ihr Fachwissen, um bisher unbekannte Zusammenhänge herauszufiltern. Gleichzeitig bringen andere Teams alle Teile des Puzzles zusammen, übersetzen biologische Entdeckungen in Datenbanken und erstellen eine Karte dieses komplexen Netzes, auf der Forscher sehen können, wie ihre Wissenschaft mit dem Gesamtbild interagiert.

Mit diesem Verständnis können wir nun sehen, wie einzelne wissenschaftliche Entdeckungen miteinander verbunden sind und wie bei Parkinson eine unterbrochene Verbindung schnell außer Kontrolle geraten kann. Diese Karte schlägt aber auch Möglichkeiten vor, diesen Schneeball zu stoppen, der in einem Zustand, den wir derzeit nicht verlangsamen können, ein Spielveränderer sein könnte.

Ein besseres Verständnis ermöglicht es uns, neue Medikamente zu entwickeln, die speziell auf Bereiche der Zelle abzielen, die die Ursache des Problems sind. Diese Medikamente zielen darauf ab, Störungen zu korrigieren oder zu umgehen, die Gehirnzellen schützen und deren Verlust verhindern. Und da bereits Tausende von Medikamenten in den Apothekenregalen erhältlich sind, um verschiedene Erkrankungen zu behandeln, die bei Parkinson noch nicht getestet wurden, wartet die Antwort möglicherweise bereits darauf, gefunden zu werden. Diese Idee wird als Umnutzung von Medikamenten bezeichnet und könnte dazu beitragen, Parkinson in Jahren und nicht in Jahrzehnten besser zu behandeln.

Unabhängig davon, ob ein Wundermittel bereits auf dem Markt ist oder noch entwickelt werden muss, sind wir mit der virtuellen Biotechnologie von Parkinson bereit, in die besten Ideen zu investieren und sicherzustellen, dass die Behandlungen mit dem größten Potenzial für klinische Studien verwendet werden.

Wenn wir mehr darüber erfahren, was in den Gehirnzellen der Betroffenen geschieht, wird deutlich, dass bei verschiedenen Menschen unterschiedliche Ursachen für Parkinson liegen und es wahrscheinlich unterschiedliche Arten der Erkrankung gibt. Diese Entdeckung hilft zu erklären, warum keine zwei Menschen mit Parkinson gleich sind - jeder hat unterschiedliche Symptome und reagiert unterschiedlich auf Medikamente.

Es werden Fortschritte bei der Identifizierung dieser verschiedenen Arten von Parkinson erzielt. Dieses Wissen wird wahrscheinlich dazu führen, dass Behandlungen für einzelne Untergruppen von Menschen gestoppt werden. Die Geschwindigkeit, mit der diese personalisierten Behandlungen durchgeführt werden, basiert auf der einfachen Identifizierung des zugrunde liegenden Problems und der Fähigkeit, es auf sichere und effektive Weise anzugehen und zu beheben. Und wenn wir bedenken, dass eine wirksame Behandlung in der Lage sein muss, die bei Parkinson verlorenen Gehirnzellen zu erreichen, ist es keine einfache Aufgabe, neue Arzneimittel herzustellen, die sicher und wirksam sind.

An dieser Front werden bereits Entwicklungen durchgeführt, die teilweise durch die relativ neue Fähigkeit der Wissenschaft vorangetrieben werden, Hautproben zu entnehmen, die Hautzellen in Gehirnzellen umzuwandeln und genau zu untersuchen, was in ihnen falsch läuft. Mit dieser Zauberei zur Zellmanipulation können Forscher auch potenzielle Medikamente testen, die speziell auf Teile der Zelle abzielen, z. B. kaputte Kraftwerke oder fehlerhafte Abfallentsorgungszentren, und besser verstehen, welche Behandlungen bei welchen Personen funktionieren würden.

Fortschritte bei Arzneimittelabgabesystemen können auch die Herstellung sicherer und wirksamer Behandlungen für Parkinson erleichtern. In der bahnbrechenden klinischen GDNF-Studie wurde ein innovatives Arzneimittelabgabesystem entwickelt, das speziell dafür entwickelt wurde, die Therapie dort ins Gehirn zu bringen, wo sie benötigt wird. Andere Forscher untersuchen das Potenzial neuartiger Therapien wie Impfstoffe und Gentherapie für Parkinson.

Während die Komplexität des Zustands dazu führen kann, dass wir mehrere verschiedene Teile der Zelle bei verschiedenen Individuen anvisieren müssen, kann ein gewisser Komfort darin bestehen, nach Ähnlichkeiten zu suchen, Bereichen der Zelle, die häufiger zu versagen scheinen als nicht.

Dies bedeutet auch, dass einige der potenziellen medikamentösen Therapien für Parkinson, die in späten klinischen Studien erreicht wurden, aber dann keinen Nutzen zeigten, möglicherweise einfach fehlgeschlagen sind, weil das Medikament nicht bei den richtigen Personen getestet wurde. Möglicherweise kann jedoch bald sichergestellt werden, dass neue Behandlungen bei den richtigen Personen getestet werden. Auf diese Weise zielt unser Projekt „Kritischer Weg für Parkinson“ darauf ab, klinische Studien für Parkinson schneller, billiger und erfolgreicher zu machen.

Wenn der Bedarf an personalisierten Behandlungen in einem komplexen Zustand nicht ausreicht, gibt es noch weitere Herausforderungen, die Parkinson stellt.

Derzeit gibt es keine einfache Möglichkeit, Parkinson zu messen. In Ermangelung eines einfachen Parkinson-Tests wird Parkinson hauptsächlich anhand einer Skala gemessen, die als einheitliche Parkinson-Bewertungsskala der Movement Disorders Society (kurz MDS-UPDRS) bezeichnet wird. Diese Skala kann zwar verschiedene Symptome quantifizieren, aber nicht das Fortschreiten der Erkrankung messen - was entscheidend ist, um zu zeigen, dass eine neue Behandlung ihren Verlauf verlangsamen kann.

Wissenschaftler haben Fortschritte bei der Suche nach einem Biomarker für Parkinson gemacht, etwas im Körper, das sich im Verlauf von Parkinson verändert. Idealerweise möchten wir diese Änderung mit einem einfachen Test wie einem Blut- oder Urintest oder einem Gehirnscan messen, und auch hier könnten Fortschritte in anderen Bereichen der Wissenschaft unsere Lösung sein.

Heute verfügen wir über hochentwickelte Maschinen, mit denen kleinste Veränderungen der auf unserer Haut und in unserem Atem vorhandenen Chemikalien, die Parkinson-Forscher nutzen möchten, genau erfasst werden können. Wir haben auch bildgebende Verfahren, mit denen wir klarer als je zuvor in das Gehirn sehen können. Diese Entwicklungen bringen einen einfachen Test, um Parkinson in Reichweite zu messen.

Diese Entwicklungen können auch dazu führen, dass wir Parkinson in den frühesten Stadien erkennen können, möglicherweise viele Monate oder sogar Jahre, bevor eine Diagnose derzeit möglich wäre. Auf der Suche nach neuen und besseren Therapien könnte diese Fähigkeit, Parkinson vorherzusagen, eine wichtige Rolle bei der Suche nach Medikamenten spielen, die es wirklich verlangsamen oder stoppen und eines Tages die Krankheit insgesamt verhindern.

Eine Heilung für Parkinson wird für verschiedene Menschen unterschiedlich aussehen, für diejenigen in den frühen Stadien, die die Krankheit stoppen und ihre Symptome ohne Nebenwirkungen behandeln, könnte die Antwort sein, während für diejenigen mit fortgeschritteneren Symptomen Forscher nach Wegen suchen, um das Wachstum von Zellen zu fördern oder um sie zu ersetzen.

Unsere Fähigkeit, den Weg dieser naiven Zellen zu lenken und sie zu einer beliebigen Anzahl vollwertiger funktioneller adulter Zellen, einschließlich Dopamin-produzierender Gehirnzellen, zu überreden, schreitet rasant voran. Dies bedeutet, dass sich die heutigen Parkinson-Therapien zwar auf das Ersetzen und Aufrechterhalten des Dopaminspiegels konzentrieren, wir aber bald in der Lage sein könnten, viel mehr zu ersetzen.

Diese Entwicklungen haben zu Investitionen in Zellbanken geführt, die eines Tages zur Quelle von Spenderzellen für die Behandlung einer Reihe von Erkrankungen werden könnten - indem alte, fehlerhafte oder fehlende Zellen durch neue funktionierende Zellen ersetzt werden, die unter Bedingungen wie Parkinson die Zeit zurückdrehen können.

Während Forscher unser Wissen über Parkinson und die Bewältigung seiner Herausforderungen vorantreiben, ist eine weitere Stimme erforderlich, um das Parkinson-Universum vollständig zu verstehen. Die Betroffenen, ihre Familie, Freunde und Betreuer bilden das letzte wichtige Stück des Gesamtbildes. Als Experten für die Erkrankung können sie die Forschung so lenken und informieren, dass sie auf die Bedürfnisse der Betroffenen eingeht, und eine wesentliche Rolle übernehmen, indem sie an Forschungsstudien teilnehmen, um unser Verständnis weiter zu verbessern und neue Medikamente und Therapien zu testen.

Schließlich besteht das Parkinson-Universum aus mehr als nur Wissenschaft und Forschern, und wenn es eine Sache gibt, die uns zu neuen und besseren Behandlungen treibt, dann ist es die Parkinson-Gemeinschaft.

Wenn Sie mehr über Physik erfahren möchten, können Sie hier mehr über die allgemeine Relativitätstheorie lesen. Oder nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um das Universum zu schätzen, in dem wir leben ...