-Synuclein und -Synuclein-Autoantikörper
Hintergrund
In Gehirnen von Parkinson-Patienten sind kleine Einschlüsse, sogenannte Lewy-Körperchen und Lewy-Neuriten enthalten. Aggregate von α-Synuclein (braun gefärbt, Abbildung 1) bilden den Hauptbestandteil dieser Einschlüsse. Es wird angenommen, dass diese α-Synuclein-Aggregate eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Morbus Parkinson spielen. Wissenschaftler sind deshalb bemüht, Wege zu finden, um diese Ablagerungen bzw. deren Vorstufen (Abbildung 2) zu verhindern und somit in Zukunft Parkinson-Patienten helfen zu können.
Abbildung 1: Lewy-Körperchen und Lewy-Neuriten in Gehirnen von Parkinson-Patienten (Nature, M.G. Spillantini et al., 388:839 (1997)).
Abbildung 2: Die Zwischenstufen von alpha-Synuclein während der Aggregation zu unlöslichen Fibrillen wurden als pathogen postuliert.
Vor kurzem wurden Autoantikörper gegen α-Synuclein in humanem Serum und Cerebrospinalflüssigkeit (CSF) detektiert, deren physiologische Rolle aber noch nicht aufgeklärt ist. Es wurde postuliert, dass solche Autoantikörper einen potenziellen therapeutischen Ansatz darstellen können und deshalb weiter untersucht werden sollten.
Ziel
In unserer Arbeitsgruppe werden physiologisch vorkommende α-Synuclein-Autoantikörper charakterisiert.
Methoden und Ergebnisse
Mittels Affinitätschromatographie werden α-Synuclein-Autoantikörper aus dem Serum von gesunden Spendern und aus kommerziell erhältlichen IVIG-Präparationen isoliert. Deren Bindungsaffinität wird mit Hilfe der Methoden ELISA, Immunhistochemie sowie Western Blot-Analyse bestätigt (Abbildung 3 und 4).
Abbildung 3: ELISA: A. Hauptfraktionen mit α-Syn-Abs verglichen mit periphären Fraktionen und dem Durchfluss der Affinitäts-chromatographie-Säule. B. α-Syn-Abs aus IVIG verglichen mit α-Syn-Abs aus dem Serum eines einzelnen Spenders.
Abbildung 4: Western Blot-Analyse von natürlich vorkommenden α-Syn-Abs (linke Seite). Immunhistochemische Detektion von α-Syn in Gehirnschnitten eines PD-Patienten mithilfe des affinitäts-gereinigten α-Syn-Ab (rechte Seite).
Es wurden in vitro cell-based Assays etabliert, um die Funktionalität der isolierten
α-Synuclein-Autoantikörper zu untersuchen. Diese sollen aufzeigen, ob und wie unsere α-Synuclein-Autoantikörper die Fibrillation und Neurotoxizität von α-Synuclein auf neuronalen Zellkulturen beeinflussen (Abbildung 5 und 6).
Abbildung 5: Wirkung von affinitäts-gereinigten α-Syn-Abs auf die Fibrillation von α-Syn. A. Zeitverlauf der α-Syn-Fibrillenbildung (Thioflavin T (ThT) Fluoreszenzmessung). B. Einfluss von α-Syn-Abs auf die Fibrillation von α-Syn
Abbildung 6: Wirkung von affinitäts-gereinigten α-Syn-Abs auf die α-Syn-induzierte Toxizität in SH-SY5Y-Zellen.
Da natürlich vorkommende α-Synuclein-Autoantikörper einen potenziellen Therapieansatz darstellen, wollen wir einen ELISA-Assay etablieren, um α-Synuclein aber auch α-Synuclein-Autoantikörper im Serum und CSF von Parkinson-Patienten und altersangepassten Kontrollen zu messen.