Parkinsons sjukdom kan spridas i hjärnan genom nyupptäckt mekanism

Små kanaler mellan nervceller är inblandade i en nyupptäckt mekanism för hur Parkinsons sjukdom kan spridas i hjärnan, enligt ny forskning från Linköpings universitet. Fynden visar att skadliga proteinklumpar kan binda till och åka snålskjuts med kanalproteinerna och på så sätt spridas till friska nervceller. Studien har publicerats i tidskriften Acta Neuropathologica.

Neurodegenerativa sjukdomar, som Alzheimers, Parkinsons och Huntingtons sjukdom, påverkar olika områden i hjärnan. Trots skillnaderna i lokalisering har forskning visat att de har mycket gemensamt när det gäller processen som sker inne i cellerna. Ett kännetecken för sjukdomarna är att särskilda proteiner börjar klumpa ihop sig till aggregat som skadar och med tiden dödar cellerna. Vid Parkinsons sjukdom är det felveckade former av proteinet α-synuklein som bildar klumpar. Klumparna kan samla normala former av α-synuklein till sig och fler aggregat bildas.

– Det senaste årtiondet har vi förstått att proteinklumparna i hjärnan också kan spridas mellan celler och fungera som frön som startar processen i nästa cell. På så sätt kan sjukdomen spridas likt en infektion i hjärnan. Vi vill förstå hur spridningen går till, för att på sikt kunna använda den kunskapen till att bromsa spridningen av sjukdomen i hjärnan, säger Martin Hallbeck, biträdande professor vid institutionen för klinisk och experimentell medicin vid Linköpings universitet och överläkare i klinisk patologi vid Universitetssjukhuset i Linköping.

Det har länge varit känt att celler som befinner sig intill varandra kan skapa små kanalförbindelser mellan sig som överbryggar mellanrummet mellan cellerna (gap junction channels på engelska). Dessa små kanaler skapas av en familj proteiner som kallas connexiner. Studier av andra forskare har pekat på att connexiner kan spela en roll vid andra typer av sjukdomar, till exempel hiv. Forskarna vid Linköpings universitet undrade därför om connexiner på liknande sätt kan spela en roll vid spridning av Parkinsons sjukdom i hjärnan.

– Det visade sig att i Parkinsons sjukdom kan skadliga proteinaggregat binda till connexin-32, Cx32, och tas upp av en cell. Vi är de första som beskriver att connexiner har en roll i upptaget och överföringen av sjukdomsrelaterade proteiner från cell till cell i Parkinsons sjukdom och den besläktade sjukdomen multipel systematrofi, säger Juan Reyes, postdoktor i Hallbecks forskargrupp och huvudförfattare till studien.

I hjärnan finns fler än 10 connexinproteiner, men enligt den aktuella studien tycks det bara vara med just Cx32 som proteinaggregaten i Parkinsons sjukdom interagerar. Exakt hur det går till när de skadliga proteinerna tar sig över från en cell till en intilliggande cell med hjälp av kanalproteinet vet forskarna inte ännu. Tunneln som connexinerna skapar är nämligen för trång för proteinklumparna att ta sig genom. Forskarna har visat att aggregaten binder till Cx32 och smiter in i cellen tillsammans med kanalproteinet. När forskarna hämmade kanalförbindelserna i experiment på odlade celler hindrades upptaget av α-synuklein. I hjärnvävnad från avlidna personer som haft Parkinsons sjukdom såg forskarna direktbindning mellan synuclein och connexin i två av de fyra fallen, vilket tyder på att de även interagerar med varandra i hjärnor drabbade av Parkinsons sjukdom, men inte i friska hjärnor.

– Vi hoppas att connexin-32 kan användas som måltavla att rikta framtida läkemedel mot, säger Martin Hallbeck.

Parkinsons sjukdom är den näst största neurodegenerativa sjukdomen, efter Alzheimers sjukdom. Sjukdomen kännetecknas av ofrivilliga skakningar, stela muskler och svårigheter att sätta igång rörelser, som blir långsamma. Även kognitiva symtom är vanliga senare i sjukdomsförloppet. När symtomen börjar märkas har en relativt stor andel av nervcellerna i det drabbade området i hjärnan redan dött. I dag finns ingen behandling som bromsar sjukdomens utveckling.

Studien har finansierats med stöd av bland annat Vetenskapsrådet, Hjärnfonden, Alzheimerfonden och Stiftelsen för Parkinsonforskning. Fortsättningen av studien har beviljats medel från Michael J. Fox Foundation for Parkinson´s disease.

Artikeln: Binding of α-synuclein oligomers to Cx32 facilitates protein uptake and transfer in neurons and oligodendrocytes, Juan F. Reyes, Christopher Sackmann, Alana Hofmann, Per Sveningsson, Jürgen Winkler, Martin Ingelsson och Martin Hallbeck, 2019, Acta Neuropathologica, publicerad online 11 april, doi: 10.1007/s00401-019-02007-x

För mer information, kontakta gärna:

Juan Reyes, postdoktor, juan.reyes@liu.se, 010-34254 (engelska)

Martin Hallbeck, biträdande professor, martin.hallbeck@liu.se, 0730-555103