Verbund

NiPARK - Neuromelanin in Parkinson

Im menschlichen Gehirn lagert sich mit zunehmendem Alter das Pigment Neuromelanin in spezifischen Nervenzelltypen ab. Besonders betroffen sind sogenannte dopaminerge Nervenzellen, die etwa für die Bewegungssteuerung zuständig sind und die den höchsten Gehalt von Neuromelanin aufweisen. Bei einer Parkinson-Erkrankung werden die charakteristischen Bewegungsstörungen durch ein Absterben dieser dopaminergen Nervenzellen hervorgerufen. Hierbei ist es nicht bekannt, ob die Ablagerung von Neuromelanin ursächlich für die Krankheitsentstehung ist.

Daher ist es das Ziel des Verbundes, eine Bildgebungsmethode zur Quantifizierung der Neuromelanin-Ablagerungen zu entwickeln und ihren Einfluss auf den Verlauf der Parkinson-Erkrankung zu untersuchen. Das Vorhaben des Leibnitz Institutes (FKZ 01ED2102A) wird dazu mit Studien an Neuromelanin-überladenen dopaminergen Nervenzellen beitragen. Das Vorhaben der Universität Magdeburg (FKZ 01ED2102B) wird mit der entwickelten Bildgebungsmethode den Verlauf von Neuromelanin-Ablagerungen bei Patientinnen und Patienten mit einer Parkinson-Erkrankung über einen Zeitraum von vier Jahren analysieren.

Der Verbund NiPARK ist Teil des transnationalen EU-Programms zur Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen (EU Joint Programme – Neurodegenerative Disease Research, JPND).

Teilprojekte

Therapeutischen Re-Aktivierung von ruhenden, Neuromelanin-beladenen Zellen mittels optogenetischer Stimulation

Förderkennzeichen: 01ED2102A
Gesamte Fördersumme: 120.442 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2022
Projektleitung: Dr. Matthias Prigge
Adresse: Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN)
Brenneckestr. 6
39120 Magdeburg

Therapeutischen Re-Aktivierung von ruhenden, Neuromelanin-beladenen Zellen mittels optogenetischer Stimulation

Das Verbundsprojekt NiPARK zielt darauf ab, die altersbedingte Akkumulation von Neuromelanin (NM) in dopaminergen Neuronen zu quantifizieren und schlussendlich zu verlangsamen bzw. zu bereinigen. Hierbei wird die Effektivität verschiedener neuartiger therapeutischer Stimulationen in einem Stadium getestet in dem die NM Akkumulation noch nicht einen pathologischen unumkehrbaren Schwellenwert erreicht hat. Das Verbundsprojekt setzt sich daher aus Partnern zusammen um beides, die Detektion der NM Akkumulation im Tiermodel und im Patienten zu untersuchen und therapeutische Stimulationen im Tiermodel durchzuführen. Das Teilprojekt WP-3 basiert auf der Beobachtung das dopaminerge Zellen, bevor sie diesen Schwellenwert erreichen, in einen zellulären Basis-Modus übergehen in dem die Dopamin-Synthese heruntergefahren ist. Der dadurch hervorgerufene Dopamin-mangel führt nicht nur zu ersten Parkinson Symptomen, sondern auch zu einer erhöhten zellulären Aktivität in den weniger beeinträchtigten dopaminergen Zellen und schlussendlich auch zu deren Überlastung. Das Teilprojekt versuchte daher, die Zellen durch einen opto- bzw. chemogenetische Schrittmacher wieder in einen funktionalen Arbeits-Modus zu überführen, und somit das therapeutisch wichtige Zeitfenster zur Intervention in der Pathogenese der Parkinson-Krankheit zu verlängern.

Neuromelanin Imaging in Substantia Nigra und Locus Coeruleus

Förderkennzeichen: 01ED2102B
Gesamte Fördersumme: 157.474 EUR
Förderzeitraum: 2021 - 2024
Projektleitung: Dr. Matthew Betts
Adresse: Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Medizinische Fakultät, Institut für Kognitive Neurologie und Demenzforschung
Leipziger Str. 44
39120 Magdeburg

Neuromelanin Imaging in Substantia Nigra und Locus Coeruleus

Das Verbundsprojekt NiPARK zielt darauf ab, die altersbedingte Akkumulation von Neuromelanin (NM) in dopaminergen Neuronen zu quantifizieren und schlussendlich zu verlangsamen bzw. zu bereinigen. Hierbei wird die Effektivität verschiedener neuartiger therapeutischer Stimulationen in einem Stadium getestet in dem die NM Akkumulation noch nicht einen pathologischen unumkehrbaren Schwellenwert erreicht hat. Das Verbundsprojekt setzt sich daher aus Partnern zusammen um beides, die Detektion der NM Akkumulation im Tiermodel und im Patienten zu untersuchen und therapeutische Stimulationen im Tiermodel durchzufu¨hren. In Teilprojekt 4, wird die Hypothese einer pathogenen Schwelle der NM-Akkumulation im Alter getestet. Um diese Hypothese zu untersuchen, werden Erhöhungen des NM-Signals der Substantia nigra (SN) und des Locus coeruleus (LC) über einen Zeitraum von 4 Jahren bei 75 gesunden älteren Erwachsenen (60-80 Jahre) charakterisiert. Es wird die Beziehung zwischen einer erhöhten NM-Signalintensität und neuronaler Funktion in LC- und SN-Netzwerken mit Hilfe einer ‚novelty and scene encoding’-fMRT-Aufgabe bestimmt. Bei Personen mit bekanntem Biomarker-Status wird untersucht, wie Erhöhungen des NM-Signals mit der Amyloid-, Tau- und Alpha-Synuklein-Pathologie im Liquor und Blutplasma zusammenhängen. Es wird angenommen, dass ältere Erwachsene, die die stärkste Zunahme der SN- und LC-NM-Signalintensität zeigen, bei Erreichen der pathogenen Schwelle eine größere neuronale Dysfunktion und einen kognitiven Rückgang (z.B. Gedächtnis) zeigen werden. Daten zur longitudinalen Alterung werden aus der DZNE DELCODE-Studie analysiert.