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 immer noch einen Großteil unseres Verständnisses der Wunder des Kosmos und wirkt sich weiterhin auf unser Leben auf der Erde aus.

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

Warum beginne ich einen Parkinson-Beitrag mit diesen Theorien?

In gewisser Weise ähnelt unser wissenschaftliches Verständnis des heutigen Parkinson dem Verständnis des Universums vor 1915. Und als das 20. Jahrhundert einen neuen Rahmen für die Physik brachte, 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 an vielen verschiedenen Fronten täglich Fortschritte erzielt. Es mag den Anschein haben, dass diese unterschiedlichen Forschungsrichtungen nicht miteinander verbunden sind und sich nicht gegenseitig leiten können, aber es gibt ein größeres Bild bei der Arbeit, das auf unserem gemeinsamen Verständnis beruht. Gemeinsam bringen uns kleine Fortschritte auf der ganzen Welt einer Behandlung näher, die eines Tages den Zustand in die Geschichtsbücher überführt.

Wie in der Physik gibt es derzeit keine einheitliche Theorie von Parkinson, die unser gesamtes aktuelles Wissen zusammenbringt. In den letzten 50 Jahren, seitdem 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 die Physiker immer noch zu verstehen versuchen. Stattdessen hoffe ich, dass dieser Beitrag einige der Wege aufzeigt, auf denen die jüngsten Entdeckungen in scheinbar nicht zusammenhängenden Parkinson-Feldern und die Neurowissenschaften im Allgemeinen sich gegenseitig beeinflussen und voneinander abhängen.

Ich glaube, dass wir in diesen Entdeckungen die Eckpfeiler des komplexen Puzzles von Parkinson gefunden haben. Ich hoffe auf neue und bessere Behandlungen und eines Tages auf eine Heilung.

Entwicklungen beim Management der Parkinson-Symptome haben in den letzten Jahrzehnten die bedeutendsten Auswirkungen auf das Leben von Parkinson-Patienten gehabt. Verbesserungen gab es in vielerlei Hinsicht - von unterschiedlichen Abgabemechanismen für Parkinson-Medikamente und deren Kombination mit anderen Wirkstoffen, die ihre Anwendung ausweiten und ihre Nebenwirkungen reduzieren, bis hin zu Fortschritten bei den Operationstechniken und einem besseren Verständnis der Rolle von Bewegung beim Symptommanagement. Trotz dieser Entwicklungen bleibt Parkinson eine schwächende Erkrankung.

Die Hauptbehandlung bei den meisten Parkinson-Medikamenten ist Levodopa, das es seit über 50 Jahren gibt. Und während aktuelle Medikamente eine wichtige Rolle bei der Behandlung von Symptomen spielen, versagen sie zu oft in den späteren Stadien der Erkrankung. Das vielleicht überraschendste ist, dass wir 200 Jahre nach der erstmaligen Beschreibung noch keine Therapie haben, die das Fortschreiten von Parkinson verlangsamen oder aufhalten könnte.

Wir stehen jedoch am Rande neuer und besserer Behandlungsmethoden, getrieben von einer dramatischen Verbesserung unseres Verständnisses von Parkinson in den letzten Jahrzehnten. Heute fangen wir an, das Universum zu verstehen, das in diesen Gehirnzellen existiert, und schätzen die Komplexität, die verhindert hat, dass sich ein Heilmittel so lange entwickelt, dass wir die Herausforderungen erkennen können und jetzt hilft uns die Wissenschaft, sie zu überwinden.

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

In den letzten Jahrzehnten haben wir viel darüber gelernt, wie sich Parkinson auf die Bahnen und die verschiedenen Teile dieser Gehirnzellen auswirkt, und haben herausgefunden, was falsch läuft, was zu ihrem Verlust geführt hat. Hier taucht die erste Herausforderung bei Parkinson auf…

"Parkinson galt einst als die am einfachsten zu lösende der wichtigsten neurologischen Erkrankungen. Das Wissen der letzten 20 Jahre war großartig, aber es hat 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 festgestellt, dass die Ursache für den Verlust von Gehirnzellen bei Parkinson unglaublich komplex ist. Mehrere Teile der Zelle sind gestört - von den zellulären Kraftwerken und Entsorgungssystemen bis hin zu der Art und Weise, wie die Zelle mit Stress umgeht und auf Entzündungen reagiert. Um die Sache noch komplizierter zu machen, sind diese Prozesse miteinander verknüpft und können sich wie im Netz gegenseitig beeinflussen. Daher wird es schwierig, die fehlerhafte Verknüpfung herzustellen, die die Abwärtsspirale in Richtung Zellverlust startet.

Ein Großteil unseres Verständnisses dessen, was in diesen Zellen geschieht, ist auf relativ seltene genetische Faktoren zurückzuführen, 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 herauszufinden und Gemeinsamkeiten zwischen ererbten und sporadischen Formen der Erkrankung zu finden.

Durch diese Studien erweitern die Forscher unser globales Verständnis um Informationsschnipsel - indem sie mit ihrem Fachwissen bisher unbekannte Zusammenhänge ausloten. Gleichzeitig bringen andere Teams alle Teile des Puzzles zusammen, übersetzen biologische Entdeckungen in Datenbanken und erstellen eine Karte dieses komplexen Webs, auf der die 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 zeigt aber auch Möglichkeiten auf, wie dieser Schneeball gestoppt werden kann. Dies könnte zu einer Veränderung des Spiels in einem Zustand führen, den wir derzeit nicht bremsen können.

Ein besseres Verständnis ermöglicht es uns, neue Medikamente zu entwickeln, die speziell auf die Bereiche der Zelle abzielen, die die Ursache des Problems sind. Diese Medikamente zielen darauf ab, Störungen zu korrigieren oder zu umgehen, die die Gehirnzellen schützen und deren Verlust verhindern. Und mit Tausenden von Medikamenten, die bereits in Apothekenregalen erhältlich sind, um verschiedene Erkrankungen zu behandeln, die bei Parkinson noch nicht getestet wurden, könnte die Antwort bereits da draußen sein und darauf warten, 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, stehen wir mit der Parkinson Virtual Biotech bereit, um in die besten Ideen zu investieren und sicherzustellen, dass die Behandlungen mit dem größten Potenzial für klinische Studien in Frage kommen.

Wenn wir mehr darüber erfahren, was in den Gehirnzellen der Betroffenen vor sich geht, wird deutlich, dass bei verschiedenen Menschen unterschiedliche Ursachen für Parkinson vorliegen und dass es wahrscheinlich unterschiedliche Arten von Erkrankungen 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 Parkinson-Typen erzielt. Dieses Wissen wird wahrscheinlich die Behandlung einzelner Untergruppen von Menschen zum Stillstand bringen. 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 leichte Aufgabe, neue, sichere und wirksame Arzneimittel zu entwickeln.

In diesem Bereich gibt es bereits Entwicklungen, die zum Teil auf die relativ neue Fähigkeit der Wissenschaft zurückzuführen sind, Hautproben zu entnehmen, Hautzellen in Gehirnzellen umzuwandeln und genau zu untersuchen, was in ihnen falsch läuft. Mit diesem Zauber der Zellmanipulation können Forscher auch potenzielle Medikamente testen, die gezielt auf Teile der Zelle abzielen, z. B. defekte Kraftwerke oder fehlerhafte Entsorgungszentren, und besser nachvollziehen, welche Behandlungen bei welchen Personen wirken würden.

Fortschritte im Bereich der Arzneimittelabgabesysteme können auch die Herstellung sicherer und wirksamer Behandlungen für Parkinson erleichtern. In der bahnbrechenden klinischen GDNF-Studie wurde ein innovatives Arzneimittelabgabesystem entwickelt, das speziell entwickelt wurde, um 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 bedeuten kann, dass wir mehrere verschiedene Teile der Zelle bei verschiedenen Individuen ansprechen müssen, kann ein gewisser Trost aus der Suche nach Ähnlichkeiten, Bereichen der Zelle, kommen, die anscheinend häufiger versagen als nicht.

Dies bedeutet auch, dass einige der potenziellen Arzneimitteltherapien für Parkinson-Patienten, die in klinischen Studien im Spätstadium erfolgreich waren, jedoch keinen Nutzen zeigten, möglicherweise einfach fehlgeschlagen sind, weil das Arzneimittel nicht an den richtigen Personen getestet wurde. Es kann jedoch in Kürze möglich sein, sicherzustellen, dass neue Behandlungen bei den richtigen Personen getestet werden, und dies ist eine Möglichkeit, mit der unser Critical Path for Parkinson-Projekt die klinische Erprobung von Parkinson schneller, billiger und mit größerer Wahrscheinlichkeit zum Erfolg führen soll.

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

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

Wissenschaftler haben Fortschritte bei der Suche nach einem Biomarker für Parkinson gemacht, der sich im Körper im Verlauf des Parkinson-Prozesses ändert. Idealerweise möchten wir diese Änderung mit einem einfachen Test wie einem Blut- oder Urintest oder einem Gehirn-Scan messen, und auch hier können Fortschritte in anderen Bereichen der Wissenschaft unsere Lösung sein.

Heute verfügen wir über hochentwickelte Geräte, mit denen kleinste Veränderungen von Chemikalien auf unserer Haut und in unserem Atem genau erfasst werden können, die die Parkinson-Forscher nutzen möchten. Wir verfügen auch über Bildgebungstechniken, mit denen wir klarer als je zuvor in das Gehirn sehen können. Diese Entwicklungen bieten einen einfachen Test, um die Reichweite von Parkinson 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 ist. Auf der Suche nach neuen und besseren Therapien könnte diese Fähigkeit, Parkinson vorherzusagen, eine wichtige Rolle bei der Suche nach Medikamenten spielen, die diesen Zustand wirklich verlangsamen oder stoppen und eines Tages die Krankheit insgesamt verhindern.

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

Unsere Fähigkeit, den Weg dieser naiven Zellen zu lenken und sie dazu zu überreden, eine beliebige Anzahl vollwertiger funktionsfähiger adulter Zellen zu werden, einschließlich der Dopamin produzierenden Gehirnzellen, schreitet rasant voran. Dies bedeutet, dass die heutigen Parkinson-Therapien auf den Ersatz und die Aufrechterhaltung des Dopaminspiegels abzielen und wir bald in der Lage sein könnten, viel mehr zu ersetzen.

Diese Entwicklungen haben Investitionen in Zellbanken angeregt, die eines Tages zur Quelle von Spenderzellen werden könnten, um eine Reihe von Erkrankungen zu behandeln - indem alte, fehlerhafte oder fehlende Zellen durch neue funktionsfähige Zellen ersetzt werden, die in der Lage sind, bei Erkrankungen wie Parkinson die Zeit zurückzudrehen.

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

Schließlich besteht das Parkinson-Universum aus mehr als nur Wissenschaft und Forschung, und wenn es eine Sache gibt, die uns zu neuen und besseren Behandlungen antreibt, 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 ...