Charakterisierung von metabolomischen Biomarkern aus einer klinischen Studie mit Coenzym Q10 bei genetisch stratifizierten Parkinsonpatienten
Klinische Neurologie; Neurochirurgie und Neuroradiologie
Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Als Ursache für die Parkinson-Erkrankung (PD), konnten in 15% der Fälle monogene Mutationen bspw. in PRKN und PINK1 identifiziert werden. Diese Gene kodieren für Proteine, die an der mitochondrialen Qualitätskontrolle beteiligt sind, was darauf schließen lässt, dass mitochondriale Dysfunktion eine zentrale Rolle in der Pathologie der (monogenen) Parkinson-Erkrankung spielt. Metabolomics beschreibt die quantitative Messung einer großen Anzahl von Metaboliten innerhalb einer Probe, sowie die anschließende bioinformatische Auswertung der Daten. Metaboliten sind an einer Vielzahl von Stoffwechselprozessen beteiligt z. B. der Epigenetik und der Initiierung von Signalkaskaden. Ein metabolomischer Biomarker, der zum Nachweis einer Erkrankung genutzt wird oder das Monitoring des Krankheitsverlaufs unterstützt, kann ein einzelnes Molekül oder ein Muster aus mehreren Molekülen sein. Das Ziel des Projekts war die longitudinale Untersuchung des Metaboloms von Teilnehmern der MitoPD-Studie während der Intervention mit Ubichinon. MitoPD war eine doppelblinde, randomisierte, placebokontrollierte klinische Studie, die die Auswirkungen der Behandlung von PD mit einem mitochondrialen Enhancer (Ubichinon) untersucht. Idiopathische (IPD) und monogenetische PD-Patienten wurden dafür entsprechend dem erwarteten Grad der mitochondrialen Dysfunktion in Untergruppen eingeteilt und Blutplasma- und Urinproben wurden vor, während und nach der Behandlung entnommen. Diese Proben sollten hinsichtlich Aminosäuren, Glutathion, biogenen Aminen, Katecholaminen, oxidativen Stressmarkern wie Isoprostane, nitrosativen Stressmarkern, Lysophospholipide, Gallensäuren, Oxylipinen, Prostaglandinen, Endocannabinoiden, Sphingosin, Sphinganin und Fettsäuren analysiert werden. Hierbei sollte i) eine Metabolom-Signatur der vier Gruppen in den Biomaterialien definiert werden und ii) die Auswirkungen der Ubichion-Behandlung zu vier Zeitpunkten bei IPD-, Parkinund PINK1-PD-Patienten untersucht werden. Wir vermuten, dass sich die ursprüngliche metabolomische Signatur von unbehandelten Patienten mit Einschränkungen der Mitochondrien-Funktion (Parkin- und PINK1-PD-Patienten, sowie IPD-Patienten mit starkem genetischen Risikoprofil) durch die Behandlung mit Coenzym Q10 verändern wird. Zusammenfassend wollten wir Stoffwechselwege identifizieren, die bei bestimmten Formen von PD verändert sind und eventuell durch eine Ubichinonbehandlung wiederhergestellt werden kann. Hierbei hoffen wir, dass im Rahmen der Analyse zahlreicher Stoffwechselwege auch Metaboliten oder ein metabolomisches Profil identifiziert werden können, welche zukünftig als Biomarker für PD genutzt werden können.
