Neuroinflammation in Parkinson's Disease

Nevroinflammasjon har blitt knyttet til Parkinsons sykdom som en grunnleggende bidragsyter til nevrodegenerasjon. Nevroinflammasjon er en kompleks og mangesidig prosess. Bedre forståelse av nevroinflammasjonens rolle i patogenesen av Parkinsons sykdom kan hjelpe å finne nye terapimuligheter. Prosjektet var delt inn i to hoveddeler. I del 1 var målet å analysere inflammatoriske mediatorer i spinalvæske av pasienter med Parkinsons sykdom. I del 2 var målet å opprette en cellemodell av dopaminerge nevroner (og Parkinsons sykdom) for å kunne studere nevroinflammasjon og andre prosesser som kan være involvert i patogenesen av Parkinsons sykdom. I del 1 av prosjektet ble det analysert en rekke inflammatoriske mediatorer og markører i spinalvæske fra nydiagnostiserte pasienter med Parkinsons sykdom som har blitt fulgt opp over flere år. Dette for å sikre diagnosen på best mulig måte og gjøre det mulig å koble eventuelle funn med kliniske observasjoner. Utvalget av analyttene var basert på enten at de er kjente nøkkelfaktorer i inflammatoriske prosesser generelt (cytokiner) eller er indikatorer for pågående inflammatoriske prosesser i hjernen (proteiner som gjenspeiler aktivitet av immunforsvarsceller). Analysene ble utført både i Stavanger og ved opphold hos et internasjonalt ledende senter i spinalvæskenalyser i Sverige. Noen inflammatoriske mediatorer var ikke sporbare i spinalvæske mens andre viste ingen signifikant forskjell mellom pasienter med Parkinsons sykdom og kontroller uten nevrodegenerativ sykdom. De utvalgte indikatorene for akutt aktivitet av hjernens immunforsvar viste klar variasjon mellom individene men ingen signifikant forskjell mellom pasienter med Parkinsons sykdom og kontroller. Tolkning av funnene er ikke en enkel sak. Funnene betyr ikke nødvendigvis at det ikke er (eller bare svak) nevroinflammasjon i hjernen av nydiagnostiserte pasienter med Parkinsons sykdom. På den andre siden fant vi interleukin-6 i høyre konsentrasjoner i spinalvæske fra pasienter med Parkinson sykdom (nesten signifikant) og enda høyre i pasienter med Alzheimers sykdom (signifikant) sammenlignet med kontroller. Det forberedes publikasjoner på resultatene, men disse ble ikke ferdig før rapporteringsfrist. I del 2 av prosjektet ble det opprettet en cellemodell for dopaminerge nevroner som kan brukes som cellebasert sykdomsmodell. Et markant kjennetegn på Parkinsons sykdom er et omfattende tap av dopaminerge nevroner, men årsaken til selve tapet og hvorfor hovedsakelig dopaminerge nevroner rammes er fortsatt uklart. Derfor er det viktig å kunne forske på dopaminerge celler in vitro. Det viste seg at det krevdes både tålmodighet og innovasjonsvilje. Det finnes flere publikasjoner som beskriver protokoller for å differensiere humane nevroblastomaceller (SH-SY5Y) til dopaminerge nevroner in vitro, men ingen av dem lot seg reprodusere med tilfredsstillende resultater i vårt laboratorium og ikke alle studier gjorde en karakterisering av de differensierte celler etterpå. Dermed måtte det utvikles og optimaliseres en ny protokoll samt karakterisering av de differensierte cellene. Det ble undersøkt hvilken effekt forskjellige cytokiner har på vitaliteten av de differensierte, dopaminerge cellene, om utvalgte signalveier er involvert og hvordan samspillet mellom gliaceller og de differensierte celler påvirker dette. Amyloidpatologien finnes både i Alzheimers sykdom og Parkinsons sykdom. Det viste seg at det kan måles intracellulær Amyloid-40 og -42 i de differensierte SH-SY5Y celler – men ikke i ikke-differensierte celler (uten dopaminerg fenotype) – noe som kan tyde på mulige forskjeller i amyloidmetabolismen mellom dopaminerge og ikke-dopaminerge nerveceller. Utfra eksperimentene og funnene i støtteperioden vil forskningen med de differensierte celler fortsettes. Det forberedes en metodepublikasjon om celledifferensieringsprotokollen, og det planlegges publikasjoner om resultatene fra eksperimentene med selve cellene. Parkinsons sykdom er den nest hyppigste nevrodegenerative sykdommen bak Alzheimers sykdom. Det er store utfordringer knyttet til diagnose og behandling av Parkinsons sykdom, blant annet klinisk heterogenitet, en flerårig presymptomatisk fase - hvor mange nevroner allerede har gått tapt - og en nærmest ukjent etiologi. Derfor trenges det både ny kunnskap om og et dypere innsyn i biologiske prosesser knyttet til Parkinsons sykdom. Prosjektet besto av to hoveddeler. I del 1 som er den kliniske delen, ble det brukt pasientmateriale. Målet var å finne ut om inflammatoriske mediatorer i spinalvæske kan skille pasienter med Parkinsons sykdom med ulik sykdomsprogresjon fra hverandre eller pasienter fra kontroller som ikke har en nevrodegenerativ sykdom. Dette har det de siste årene blitt økt fokus på i forskning internasjonalt. ParkVest studien egner seg utmerket til slike studier. Den er en internasjonalt anerkjent, longitudinell multisenter studie av Parkinsons sykdom med en populasjons-basert pasientkohort. Tett og langvarig oppfølging av pasienter gir en unikt høy sikkerhet på Parkinsons diagnosen og en omfattende karakterisering av hver enkeltes sykdomsforløp. Vi fant ut at de fleste av de undersøkte inflammatoriske mediatorer bare forekommer i svært lave konsentrasjoner som til tross for veldig sensitive målemetoder knapt kunne detekteres. Markørene av inflammatorisk aktivitet som ble analysert i studien kunne detekteres med sikker margin men disse kunne ikke skille pasienter fra kontroller. Dette betyr først å fremst at det er vanskelig å vurdere forekomst og intensitet av nevroinflammasjon hos pasienter med Parkinsons sykdom med de markørene som ble studert i dette prosjektet. Dermed må det bli funnet andre markører eller andre metoder for å følge opp nevroinflammasjon i pasienter med Parkinsons sykdom i klinikken. Del 2 av prosjektet utgjorde basalforskningsdelen. Resultater fra basalforskning har ingen umiddelbart påvirkning på helsetjenesten. Hensikten er å legge grunnlag for videreutvikling og oppdagelse av mulige terapi- eller intervensjonsmuligheter. Målet i del 2 var å opprette et cellemodell av dopaminerge nevroner (og Parkinsons sykdom) for å kunne studere nevroinflammasjon og andre prosesser som kan være involvert i patogenesen av Parkinsons sykdom i detalj på cellulært nivå. Kunnskap om slike prosesser kan hjelpe å finne nye behandlingsmuligheter av Parkinsons sykdom i framtiden. Hovedvekten lå på den særstilling de dopaminerge nevroner har i Parkinsons sykdom. Den utviklete cellemodellen skal brukes i videre forskning i regionen og vil forhåpentligvis hjelpe å oppdage mulige intervensjonsmuligheter i Parkinsons sykdom.