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Suche nach unsichtbaren Markern für die Parkinson-Krankheit

von Paolo Rossi Castelli

Aus der „brandneuen“ Doktoratsschule der Fakultät für Biomedizinische Wissenschaften der Università della Svizzera italiana (die Kurse begannen 2019) ist die erste junge Forscherin mit einem „PhD“ in Neurowissenschaften, der ganz innerhalb der USI und im Tessin erworben wurde, hervorgegangen (wir erinnern daran, dass PhD eine Abkürzung für Philosophiae Doctor ist, ein lateinischer Begriff, der verwendet wird, um Doktortitel zu definieren, auch solche in wissenschaftlichen Fächern). Die Protagonistin dieser Premiere ist Elena Vacchi aus Mailand, 31 Jahre alt, die in den Labors des Neurocentro (Ente Ospedaliero Cantonale) intensiv an Früh-Markern für die Parkinson-Krankheit forscht.

Tatsächlich hatten andere im Tessin tätige junge Forscher in den vergangenen Jahren ihr Doktorat in Neurowissenschaften absolviert, mussten sich jedoch an einer Universität der Deutschschweiz einschreiben und konnten in unserem Kanton nur die Experimente durchführen. Elena Vacchi hingegen absolvierte, wie gesagt, den gesamten Zyklus (Lektionen und Labor) an der Doktoratsschule der USI, koordiniert von Professor Alain Kaelin, und erwarb einen USI-Abschluss. «Ich bin sehr stolz darauf - sagt sie vor den grossen transparenten Wänden des Gebäudes in Via Francesco Chiesa 5 in Bellinzona, wo sie arbeitet (das Gebäude gehört dem Institut für Biomedizinische Forschung, jedoch sind darin auch die Labore des EOC und somit des Neurocentro und die des Onkologischen Forschungsinstituts untergebracht). - Es war interessant, ein Doktoratsschule zu besuchen, die ihre ersten Schritte unternahm und an dieser „Geburt“ teilzunehmen».

Aber wo begann Elenas Abenteuer? «Ich arbeitete an der Universität Mailand Bicocca - erzählt sie - wo ich meinen Bachelor- und Masterabschluss in Biologie gemacht habe. Danach schaffte ich es, ein Forschungsstipendium zu erhalten und befasste mich hauptsächlich mit fortgeschrittenen histologischen Techniken: Genau das Berufsbild, das das Neurocentro für die Studien zu Parkinson suchte. Ich habe auf eine „Ausschreibung“ geantwortet, wenn wir diesen Begriff verwenden wollen (wir sagen im Jargon „ho applicato“, „ich habe mich beworben“, was den englischen Begriff „application“ italianisiert), und wurde 2017 vom Ente Ospedaliero Cantonale eingestellt. In den ersten zwei Jahren arbeitete ich als Laborassistentin. Danach ergab sich die Möglichkeit den Doktortitel zu absolvieren».
Anfangs verbrachte sie die meiste Zeit in den Labors, die sich das EOC in Taverne mit dem Cardiocentro teilte. Dann, im Sommer 2021, der „grosse Sprung“ in das neue Gebäude des IRB in Bellinzona.

Elena Vacchi ist Teil der Gruppe, die von der Neurologin Giorgia Melli koordiniert wird. «Wir suchen nach Hinweisen auf Parkinson - erklärt Elena - wenn die Krankheit noch keine ersichtlichen klinischen Anzeichen zeigt. Es ist (wäre) wichtig, bereits sehr früh zu erkennen, dass Schädigungen des Gehirns stattfinden, die dann vielleicht nach zehn oder zwanzig Jahren die klassischen Folgen von Parkinson hervorrufen, beginnend mit Versteifung der Muskeln. Das sind Probleme, die kaum noch zu heilen sind, wenn sie sichtbar werden, weil die Schädigung des Gehirns (genauer gesagt, der „schwarzen Substanz“) mittlerweile zu schwer ist. Auch bei der Entwicklung von medikamentösen Therapien, die derzeit nur unterstützend und nicht entscheidend sind, könnte ein frühzeitiges Handeln sehr hilfreich sein». 

Das grundlegende Problem sowohl bei Parkinson als auch bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen des Gehirns (beginnend bei Alzheimer) besteht darin, dass noch nicht genau erkannt wurde, warum und wie sie beginnen. Die Forschung hat in den letzten Jahrzehnten grosse Fortschritte gemacht und es wurden insbesondere zwei Proteine identifiziert (Alpha-Synuclein für Parkinson und Tau-Protein für Alzheimer), die sich fortschreitend verändern und in einigen Gehirnbereichen ansammeln, was sogar ernsthafte Probleme verursacht. Es ist jedoch noch nicht klar, wo sich diese veränderten Proteine bilden: Man dachte immer im Gehirn selbst (und alle Therapieversuche, einschliesslich neuer monoklonaler Antikörper, waren auf deren Zerstörung dort, direkt im Nervengewebe, ausgerichtet). Aber vielleicht entstehen sie hingegen im Darm, oder auch in anderen Organen, und gelangen erst später in die „schwarze Substanz“. Dies ändert die Spielregeln und würde erklären, warum einige Medikamente, auch neuere, die auf die erste Hypothese abzielen (die im Gehirn entstehende Veränderung), nicht funktionierten. 

«Wir suchen nach Biomarkern für Parkinson im Blut - erzählt Elena Vacchi. - Welche Marker sind das? Unsere Aufmerksamkeit richtet sich auf die extrazellulären Vesikel, wie sie in der wissenschaftlichen Sprache genannt werden: D. h. von Zellen freigesetzte Vesikel mit einer Botschaft in ihrem Inneren, oder auf der äusseren Oberfläche (Proteine, RNA, DNA). Diese Vesikel sind eine Art Postdienst zwischen den Zellen selbst, der zum Beispiel dazu dient, die Entzündungsreaktion zu verstärken oder zu verringern. Die Hypothese war und ist, dass die von den durch Parkinson geschädigten Nervenzellen freigegebenen Vesikel etwas anderes und messbares enthalten, als die anderen. Es ist jedoch sehr schwierig, unter den Tausenden und Abertausenden anderer „normaler“ Vesikel nach diesen Vesikeln zu suchen - fährt Elena Vacchi fort - aber wir versuchen es trotzdem... Die Identifizierung der veränderten Vesikel wäre ausgezeichnet, um über den Anschein hinaus zu verstehen, ob die Parkinson-Krankheit im Stillen „arbeitet“».

Um den Schlüssel zu diesem schwierigen Problem zu finden (also zu verstehen, wie die von erkrankten Neuronen produzierten Vesikel sind und wie man sie im allgemeinen „Durcheinander“ aufspüren kann), untersucht Elena Vacchi zusammen mit den Kollegen des Teams von Giorgia Melli die aus dem Gewebe gesunder Patienten freigesetzten Vesikel und vergleicht sie mit denen von Menschen mit Parkinson (genauer gesagt: Mit denen von Menschen ohne andere Erkrankungen, bei denen die Parkinson-Krankheit seit mindestens 3 Jahren diagnostiziert wurde). Elena vergleicht auch die Vesikel gesunder Menschen mit denen von Patienten, die an atypischem Parkinsonismus leiden (also Krankheiten, die ähnlich wie Parkinson wirken, aber es in Wirklichkeit nicht sind). Im Neurocentro (Praxis für Bewegungsstörungen) werden den Patienten auf freiwilliger Basis und ihren gesunden Angehörigen oder Begleitpersonen Blutproben entnommen. «Wir möchten jedoch die Zahl der untersuchten Personen erhöhen - so Elena - und werden dies auch dank der Hilfe der „Michael J.Fox Stiftung für Parkinson-Forschung” tun, die vor ungefähr zwanzig Jahren von dem amerikanischen Schauspieler gegründet wurde, als er entdeckte, an einer frühen Form der Krankheit zu leiden».

Derzeit suchen Elena Vacchi und ihre Kollegen nach 37 verschiedenen Proteinen, die auf der Oberfläche der Vesikel vorhanden sind, aber in Zukunft werden sie auch nach anderen suchen, die spezifisch für das Nervensystem sind. «Bereits durch die Konzentration auf diese 37 Proteine - erklärt Elena - konnten wir jedoch grosse Unterschiede zwischen den von gesunden Zellen freigesetzten Vesikeln und denen, die von erkrankten Neuronen „produziert“ werden, feststellen. Die Ergebnisse unserer Arbeit sind in der wissenschaftlichen Zeitschrift Neurology - Neuroimmunology & Neuroinflammation erschienen.

«Ich liebe meine Arbeit - schliesst Elena ab - weil ich das Gefühl habe, Menschen wirklich helfen zu können, auch wenn es sehr lange dauert und man manchmal erkennt, dass jahrelange Arbeit im Handumdrehen zunichte gemacht wird (weil in der Zwischenzeit neue Erkenntnisse hinzukommen, die den Horizont verändern) und man wieder ganz von vorne beginnen muss. Aber das ist das Wesen und die Herausforderung der wissenschaftlichen Forschung».
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Auf dem Foto oben (von Eugenio Celesti) Elena Vacchi