Alternativen zum Hirnschrittmacher beim Morbus Parkinson
Freitag, 20. März 2009
Stanford/Durham – Die Tiefenhirnstimulation beim Morbus Parkinson hat einen anderen Wirkungsmechanismus als bisher angenommen. Dies zeigen tierexperimentelle Untersuchungen in Science (2009; doi: 10.1126/science.1167093). Eine andere Forschergruppe zeigt, dass auch eine Stimulation auf Rückenmarksebene die Symptome bei Nagern lindert (Science 2009; 323: 1578-1582). Beide Studien könnten die Behandlung der Erkrankung verändern.
Die Gruppe um Karl Deisseroth von der Stanford Universität hat eine Methode entwickelt, um die Aktivität von Nervenzellen durch Lichtimpulse zu steuern. Dazu werden ins Erbgut der Zellen die Gene für die Proteine Channel-Rhodopsin und Halo-Rhodopsin integriert, die durch blaues oder gelbes Licht angeregt werden können.
Dies führt beim Channel-Rhodopsin zur Aktivierung einer Zelle und beim Halo-Rhodopsin zur Inhibition. Mit dieser Optogenetics genannten Methode lässt sich die Funktion einzelner Nervenfasern auch in der Tiefe des Gehirns gezielt untersuchen, was der Hirnforschung auch auf anderen Gebieten neue Wege eröffnet.
In der jüngsten Studie haben die Forscher ihre Lichtblitze (mittels einer Sonde) auf den Nucleus subthalamicus gerichtet. Die hier lokalisierten Zellkerne sind das Zielgebiet der Tiefenhirnstimulation. Bislang gingen die Forscher davon aus, dass die Wirkung durch die Stimulierung der Zellen in dieser tief im Gehirn gelegenen Region zustande kommt. Dies scheint – zumindest bei Mäusen – nicht der Fall zu sein.
Die Wirkung beruht Deisseroth zufolge auf der Stimulierung von Axonen, die aus dem motorischen Cortex in den Nucleus subthalamicus projizieren. Sollte dies stimmen und beim Menschen auch der Fall sein, dann könnte möglicherweise die elektrische Stimulierung von Nervenzellen auf der Oberfläche der Großhirnrinde die gleiche Wirkung erzielen wie die Tiefenhirnstimulation. Operative Eingriffe zur Platzierung dieser Elektroden wären weniger gefährlich.
Eine Alternative hat die Arbeitsgruppe um Miguel Nicolelis von der Duke Universität in Durham/North Carolina untersucht. Die Forscher haben bei Nagern die Symptome eines Morbus Parkinson durch Elektroden beseitigt, die sie epidural über dem Hinterhorn des Rückenmarks platzierten. Die Aktivierung der aufsteigenden Bahnen beseitigt im Gehirn „niederfrequente neuronale Oszillationen“, so die derzeitige Vorstellung zum Wirkungsmechanismus des ungewöhnlichen Therapieansatzes.
Die ersten Experimente an Mäusen und Ratten mit induzierter Parkinsonerkrankung sollen recht vielversprechend verlaufen sein. Die Forscher berichten, dass die Tiere bis zu 26 Mal aktiver waren, wenn die Elektroden elektrische Impulse abgaben. Bereits drei Sekunden nach Einschalten des Geräts habe sich die Motorik der Tiere deutlich verbessert.
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