CHDI-Bericht: Tag 2

Unser zweiter Tagesbericht von der jährlichen CHDI-Konferenz zu HD-Therapien in Palm Springs, die sich Problemen der Energieerzeugung und chemischen Stoffwechselwegen widmet … und Möglichkeiten, wie wir diese beheben könnten

Bio-ener…wasjetzt?

Am Mittwoch, den 9. Februar, drehte sich beim CHDI Therapeutics Meeting alles um „Bioenergetik“ und „Metabolismus“. Das ist Wissenschafts-Sprech dafür, wie der Körper die Nährstoffe aus der Nahrung nutzt, um Energie zu produzieren und am Leben zu bleiben, wodurch seine Organe (wie das Gehirn) und Zellen (wie Neuronen) ihre speziellen Funktionen ausführen können.

Bioenergetik und Stoffwechsel sind wichtige Themen bei HD, weil wir wissen, dass sie bei Menschen mit dem HD-Gen schon recht früh in der Krankheit beginnen, abnormal zu werden, und es eine Beziehung zwischen der Länge der CAG-Wiederholung einer Person und dem Energieniveau in den Zellen gibt – unabhängig davon, ob sie ein abnormales HD-Gen haben oder nicht.

Es gibt noch ein bisschen Fachjargon, das wir erklären müssen, bevor wir eintauchen, und das sind „Mitochondrien“. Mitochondrien sind winzige Maschinen, die in unseren Zellen sitzen und Brennstoff in Energie umwandeln, damit die Zellen etwas tun können. Weil sie so wichtig für die Bioenergetik sind, spielten Mitochondrien in allen heutigen Vorträgen eine Rolle.

Das Bioenergetik-Grundwissen

Der erste Vortrag von Timothy Greenamyre von der University of Pittsburgh war ein umfassender Überblick über das, was wir über Mitochondrien und HD wissen. Er wies darauf hin, dass das Gehirn weit mehr als seinen fairen Anteil an der gesamten Energie des Körpers verbraucht und dass die absichtliche Vergiftung der Mitochondrien von Mäusen dazu führen kann, dass sie Mäusen mit der HD-Mutation sehr ähnlich sehen. Greenamyre beschrieb die Ergebnisse seines Teams, das Kalzium (bekannt dafür, gut für gesunde Knochen und Zähne zu sein) und Mitochondrien bei HD untersuchte. Gesunde Mitochondrien können viel Kalzium speichern, aber bei HD können Mitochondrien nicht so viel Kalzium speichern und halten auch ihre elektrische Ladung nicht so gut. Greenamyre ist sich ziemlich sicher, dass das abnormale Huntingtin-Protein für die mitochondrialen Probleme bei HD verantwortlich ist, aber es ist nicht ganz klar, welche Anomalien gefährlich sind und welche die Art und Weise des Körpers sind, mit den Problemen umzugehen, die die HD-Mutation verursacht. Medikamente zu finden, die die Mitochondrien wieder normalisieren, wird wahrscheinlich helfen, diese Fragen zu beantworten.

Als nächstes stellte Hoby Hetherington von der Yale University eine neue Methode vor, um mit Magnetresonanztomographen den Stoffwechsel und die Energie im Gehirn zu untersuchen. Die Technik wird MRSI genannt, was für Magnetresonanz-Spektroskopische Bildgebung steht. Der Scanner hat einen so starken Magneten, dass er Atome zum Vibrieren bringen kann, und er erkennt dann diese Vibrationen, um eine Karte der Chemikalien zu erstellen, die in Hunderten von verschiedenen Teilen des Gehirns gefunden werden. Hetheringtons Forschung konzentrierte sich bisher auf Epilepsie, wo subtile chemische Veränderungen signalisieren können, dass ein Teil des Gehirns für Anfälle verantwortlich sein könnte. Aber die Technik könnte, wenn sie bei HD eingesetzt wird, wirklich nützlich sein, um die Energieprobleme bei Menschen mit der HD-Genmutation herauszufinden und, was wichtig ist, herauszufinden, ob stoffwechselverändernde Medikamente die gewünschte Wirkung haben.

Mitochondrien sitzen nicht einfach in Zellen und produzieren Energie – sie sind überraschend aktiv, teilen sich in zwei Hälften, verbinden sich mit anderen Mitochondrien und bewegen sich im Gehirn innerhalb von Neuronen. Sarah Berman von der University of Pittsburgh präsentierte ihre Studie über das Verhalten von Mitochondrien bei einer anderen neurodegenerativen Erkrankung, Parkinson. Berman hat ein System zur Untersuchung von Mitochondrien in Neuronen entwickelt. Zuerst verändert sie alle Mitochondrien so, dass sie rot leuchten, dann bringt sie einzelne Mitochondrien durch Abfeuern eines Lasers zum Grünleuchten. Mit dieser Technik kann sie feststellen, ob sie sich verbinden, teilen oder einfach aneinander vorbeigehen. Sie hat festgestellt, dass Medikamente, die die Energie produzierenden Funktionen von Mitochondrien beeinträchtigen, auch ihre Bewegung, Verbindung und Teilung verändern. Sie untersucht nun die Proteine, die bei der Parkinson-Krankheit manchmal abnormal sind, um zu sehen, wo sie ins Bild passen, und ihre Techniken könnten sich als sehr hilfreich erweisen, um die mitochondrialen und Energieprobleme bei HD zu erklären.

Angesichts all dieser Probleme mit Energie und den Mitochondrien bei HD, gibt es etwas, was wir dagegen tun können? Leticia Toledo-Sherman, eine Chemikerin bei CHDI, erklärte die Bemühungen der Organisation, Medikamente zur Veränderung des Energiestoffwechsels bei HD herzustellen. Ihr Team stellt Medikamente her, die ein Protein namens „Pyruvatdehydrogenase-Komplex-Kinase“ oder „PDHK“ blockieren. PDHK verändert, wie die Mitochondrien in Zellen von Nährstoffen aus dem Rest der Zelle versorgt werden. Sie zeigte Beweise dafür, dass Zellen mit der HD-Mutation weniger effizient darin sind, ihre Mitochondrien mit Brennstoff zu versorgen, um sie in Energie umzuwandeln. Das PDHK-Protein reguliert diesen Prozess, und ihr Team glaubt, dass es die HD-Symptome verbessern könnte, wenn es eine Möglichkeit gäbe, das zu blockieren, was es tut. Sie sind auf dem besten Weg, ein wirksames Medikament zur Blockierung von PDHK zu entwickeln, das im Gehirn wirkt. Sobald sie dies getan haben, werden sie es an HD-Mäusen testen, um zu sehen, ob es ihren HD-Symptomen hilft. Sie hoffen, dies bis zur zweiten Hälfte des Jahres 2011 zu tun.

Vorgestellter Redner

Der letzte Vortrag des Abends wurde von dem bedeutenden Neurowissenschaftler Sol Snyder von der Johns Hopkins University in Baltimore gehalten. In einer Reihe von Arbeiten über Jahrzehnte von den 1960er Jahren bis heute hat Dr. Snyder eine Reihe der grundlegenden Funktionsweisen von Neuronen entschlüsselt, einschließlich der Entdeckung, wie Stickoxid, das eigentlich ein Gas ist, die Art und Weise verändert, wie Neuronen feuern. Sol hat sich in letzter Zeit für HD interessiert, insbesondere nachdem sein Labor ein Protein namens „Rhes“ entdeckt hat. Rhes haftet am Huntingtin-Protein, und es haftet stärker, wenn Huntingtin mutiert ist. Interessant ist, dass dieses Rhes-Protein hauptsächlich in den Teilen des Gehirns vorkommt, die am anfälligsten für das Absterben bei HD sind. Die Frage, warum verschiedene Hirnregionen bei HD selektiv anfällig sind, ist immer noch ein großes Rätsel – es ist der „800 Pfund schwere Gorilla im Raum“, wie Snyder erklärte. Er glaubt, dass Rhes ein entscheidender Teil des Puzzles sein könnte.

Schlussfolgerungen zum Sonnenuntergang

Energie und Stoffwechsel sind wichtige Themen bei HD, und die heutigen Sitzungen haben hervorgehoben, wie Wissenschaftlerteams ihre Erfahrungen bei HD und anderen Krankheiten austauschen können, um unser Verständnis der Probleme bei HD zu verbessern und sich fantasievolle Wege einfallen zu lassen, um sie zu überwinden. Dieser Geist der Zusammenarbeit auf ein gemeinsames Ziel hin gibt der globalen Forschungsgemeinschaft eine Chance, wirksame Behandlungen für HD zu finden.

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