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Biomarker für Umwelteinflüsse bei der Parkinson-Krankheit entdeckt
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
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Ein Forscherteam von Northwestern Medicine hat neue DNA-Methylierungsmuster im Blut von Patienten mit Parkinson-Krankheit entdeckt. Dies geht aus den in der Fachzeitschrift Annals of Neurology veröffentlichten Ergebnissen hervor.
Die von Paulina Gonzalez-Latapi, MD, MS, Assistenzprofessorin in der Abteilung für Bewegungsstörungen in der Ken und Ruth Davey-Klinik für Neurologie geleitete Studie zeigt das Potenzial der Verwendung von DNA-Methylierung als Biomarker und Diagnoseinstrument zur Identifizierung des Krankheitsrisikos bei Patienten.
Parkinson entsteht, wenn bestimmte Hirnareale die Fähigkeit verlieren, Dopamin zu produzieren und damit Bewegungen zu regulieren. Laut der Michael J. Fox Foundation for Parkinson's Research sind weltweit über sechs Millionen Menschen von der Krankheit betroffen.
Neben den bekannten genetischen Ursachen der Parkinson-Krankheit deuten neuere Studien darauf hin, dass auch Umweltfaktoren das Erkrankungsrisiko erhöhen können. Der Einfluss von Umweltfaktoren und genetischen Mutationen auf das Erkrankungsrisiko ist jedoch noch wenig erforscht.
In der aktuellen Studie untersuchten die Forscher DNA-Methylierungsprofile aus Blutproben von 196 Patienten mit Parkinson-Krankheit und 86 gesunden Teilnehmern der Parkinson's Progression Markers Initiative (PPMI)-Studie.
„Die DNA-Methylierung dient in gewisser Weise als Erinnerung an frühere Umwelteinflüsse, die letztendlich die Methylierungssignaturen in unseren Zellen und Körpern verändern“, sagte Gonzalez-Latapi.
Die Forscher analysierten zunächst genomweite Methylierungsdaten, um Methylierungsveränderungen in den Vollblutproben der Teilnehmer (bestehend aus roten Blutkörperchen, weißen Blutkörperchen und Blutplättchen) während des dreijährigen Studienzeitraums zu identifizieren. Anschließend integrierten sie diese Daten mit Genexpressionsdaten, die durch RNA-Sequenzierung gewonnen wurden. Mithilfe verschiedener Ansätze fand das Team 75 unterschiedlich exprimierte Gene mit unterschiedlichen Methylierungsmustern bei Parkinson-Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen.
Signalweganreicherung für differentiell methylierte Regionen (DMRs) zu Beginn. Die Kreisgröße stellt die Anzahl der Gene dar, die zu jedem Signalweg gehören (größerer Kreis = mehr Gene). Quelle: Annals of Neurology (2024). DOI: 10.1002/ana.26923
Insbesondere wurden im CYP2E1-Gen vom Ausgangswert an und über den gesamten dreijährigen Untersuchungszeitraum hinweg konsistente Unterschiede in der DNA-Methylierung festgestellt. Das CYP2E1-Protein ist dafür bekannt, Substrate, darunter auch Pestizide, zu metabolisieren. Deren Exposition wurde laut Gonzalez-Latapy bereits mit der Entstehung der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht.
„Dies ist ein bedeutender Schritt zur Entschlüsselung der komplexen Wechselwirkungen, die bei der Parkinson-Krankheit auftreten, und könnte den Weg für die Identifizierung potenzieller Biomarker für eine frühzeitige Diagnose und Verlaufskontrolle ebnen“, sagte Gonzalez-Latapy.
„Die Charakterisierung der DNA-Methylierung und der Genexpressionsmuster im Blut kann uns möglicherweise dabei helfen, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Umwelt- und genetischen Faktoren bei der Entwicklung der Parkinson-Krankheit zu verstehen“, sagte Dimitri Crane, MD, Ph.D., Aaron Montgomery Ward Professor und Ken and Ruth Davey Chair in der Abteilung für Neurologie, leitender Autor der Studie.
„Aus einer breiteren Perspektive werden solche patientenbasierten Studien dazu beitragen, Patienten mit Parkinson aus biologischer Sicht zu klassifizieren, was letztendlich die Entwicklung präziserer Behandlungen für Patienten mit verschiedenen Untertypen der Krankheit erleichtern wird.“
In Zukunft, so González-Latapy, plant ihr Team, DNA-Methylierungsdaten bei Patienten in der Prodromalphase der Parkinson-Krankheit zu untersuchen – also bei Patienten, die ein erhöhtes Risiko für die Erkrankung haben, aber noch keine Symptome zeigen. Sie hoffen auch, untersuchen zu können, wie Umwelteinflüsse, wie zum Beispiel Pestizidexposition, die Methylierungsveränderungen bei Patienten im Laufe der Zeit beeinflussen, fügte sie hinzu.