Stromstöße gegen Parkinson

Die Stimulation des Rückenmarks durch kleine Platinelektroden könnte die bei Parkinson auftretenden motorischen Störungen mindestens genauso gut abmildern wie wesentlich komplexere und gefährlichere Eingriffe, die heute im Klinikalltag genutzt werden. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie, die die Technik an Nagern ausprobiert hat. Sollten sich die Erkenntnisse auf den Menschen übertragen lassen, ließe sich die Behandlung für die Krankheit deutlich verbessern - Elektrotherapien wären wesentlich sicherer und einfacherer umzusetzen.

Parkinson ist eine neurodegenerative Erkrankung, die entsteht, wenn Gehirnzellen, die den Neurotransmitter Dopamin produzieren, abgeben und aufnehmen, plötzlich abzusterben beginnen. Patienten entwickeln anfangs Muskelzittern (Tremor), in späteren Stadien werden die Gliedmaßen steif und ihre Bewegung ist nur noch langsam und sehr schmerzhaft durchzuführen. Die Krankheit kann durch das Ersetzen von Dopamin mit dem Wirkstoff Levodopa (L-Dopa) behandelt werden, doch das Medikament verliert mit der Zeit seine Wirkung. Ist das der Fall, können Patienten nur noch zu einer invasiven chirurgischen Behandlung greifen, der so genannten tiefen Gehirnstimulation. Dabei wird ein elektrischer Schrittmacher verwendet, der Impulse an bestimmte Bereiche des Gehirns sendet. Tausende von Parkinson-Patienten erhielten dieses Gehirnimplantat bereits.

Forscher an der Duke University kamen nun auf die Idee, als Ersatz für diesen schweren Eingriff einfach das Rückenmark zu stimulieren. Bei der Untersuchung von Ratten, die so genetisch verändert worden waren, dass sie Parkinson-Charakteristika zeigten, erkannten die Wissenschaftler, dass Nervenzellgruppen in zwei Bereichen des Gehirns, dem Cortex und den Basalganglien, gleichzeitig feuerten. Diese rhythmische Aktivität erinnerte an die milden, kontinuierlich ablaufenden Hirnstimuli, die bei Epilepsieanfällen vorkommen. "Ich hatte das vor zehn Jahren schon einmal gesehen", sagt Miguel Nicolelis, Professor für Neurobiologie und Co-Direktor des Zentrums für Neuroingenieurwissenschaften an der Duke University. Damals suchten Nicolelis und seine Kollegen nach Wegen, solche rhythmisch ablaufenden Anfälle zu unterbrechen, in dem sie periphere Nerven stimulierten.

Der Forscher schloss daraus, dass ein ähnlicher Ansatz vielleicht auch bei Parkinson funktionieren könnte. Er und sein Student Romulo Fuentes nahmen deshalb Mäuse und Ratten mit Dopamin-Insuffizienz und brachten kleine Platinelektroden an ihr Rückenmark an. "Als wir diese dann mit einem leichten Strom stimulierten, ergab sich ein Effekt, der identisch oder sogar besser als der war, der bei der tiefen Hirnstimulation auftritt." Die steifen Bewegungen der Tiere verflogen, stattdessen bewegten sie sich wie gesunde Nager.

Die Auswirkungen einer Kombination aus L-Dopa und der Rückenmarksstimulation waren noch erstaunlicher. Die elektrischen Impulse kombiniert mit nur 20 Prozent der typischen Medikamentendosis ergaben Langzeiteffekte, die einer L-Dopa-Therapie entsprachen, ohne dass es zu den üblichen Resistenzen zu kommen schien, heißt es in der Studie, die in "Science" veröffentlicht wurde.

Das Implantat selbst lässt sich wesentlich einfacher anbringen als die für die tiefe Hirnstimulation notwendige Technik. Das Risiko unerwünschter Nebenwirkungen ist zudem viel niedriger. Das Gerät wird relativ oberflächlich angebracht, direkt unter dem Rückenwirbel auf der Oberfläche des Rückenmarks. "Es ist eine sehr leichte, nur teilinvasive Prozedur", sagt Nicolelis. "In Zukunft könnte sie sogar auch noninvasiv durchführbar sein, weil es Methoden gibt, Ströme durch die Haut und die Knochen zu leiten, um die Fasern anzuregen." Der Forscher plant nun, die Behandlung an Schimpansen zu testen, bevor es an klinische Studien am Menschen geht. Mindestens eine Stimulationstherapie des Rückenmarks wird bereits eingesetzt - sie soll gegen chronische Schmerzen helfen.

Obwohl die tiefe Hirnstimulation die Behandlung von Parkinson im Spätstadium verändert hat, bleibt sie doch ein komplizierter, teurer und äußerst invasiver Eingriff. Das sieht auch Patrick Aebischer von der Ecole Polytechnique Federale in Lausanne so. "Wenn man das hier im Tierversuch gezeigte bei Menschen wiederholen könnte, wäre das ein fantastischer Schritt nach vorne." Die Elektrotherapie würde dann wesentlich mehr Patienten erreichen. Noch spannender sei die von Nicolelis angedachte transkutane Lösung. "Wenn das ginge, würde das alles verändern."

Noch stehen Nicolelis und sein Team jedoch ganz am Anfang. "Wir müssen im Hinterkopf behalten, dass das experimentelle Ergebnisse sind", sagt Alim Benabid, emeritierter Professor für Biophysik an der Joseph-Fourier-Universität in Grenoble, der die tiefe Hirnstimulation in den späten Achtzigerjahren entwickelte. "Es ist noch zu früh, eine Aussage darüber zu wagen, ob sich dadurch die L-Dopa-Behandlung oder die aktuell verwendete tiefe Hirnstimulation ersetzen lässt." Er selbst plant aber bereits, die Rückenmarksstimulation in seine nächste Versuchsreihe aufzunehmen, kombiniert mit einer anderen Art der tiefen Hirnstimulation - bei Patienten, die Probleme beim Gehen haben.

Nicolelis erforscht noch, wie seine Therapie genau funktioniert, glaubt aber, dass das Abzielen auf das Rückgrat, wo viele Nervenfasern zusammenlaufen, die taktile Informationen des Körpers an verschiedene Bereiche des Gehirns weiterleiten, elektrische Ströme erzeugt, die die Dynamik des gesamten Nervensystems beeinflussen und nicht nur einen einzelnen Bereich. "Parkinson ist eine Krankheit, bei der es um das Timing der Nerven geht. Mein Bauchgefühl sagt mir, dass unser Verfahren funktioniert, weil es die Neuronen im für den Bewegungsapparat zuständigen Cortex und den Basalganlien und anderen Bereichen sozusagen durcheinander bringt." Diese Phasenverschiebung bringe eine Art Rauschen in das System, das hilfreich sei, Parkinson-Erscheinungen aufzuheben.

Durch die Konzentration auf das Rückenmark gehe man das Problem neu an. "Wir schauen aus systemischer Sicht darauf, betrachten den gesamten menschlichen Schaltkreis und greifen auf ihn zu." Die Forscher wollen nun untersuchen, ob eine Rückenmarksstimulation in Kombination mit L-Dopa auch in der Frühphase helfen könnte - und Parkinson dann verlangsamt oder sogar stoppt. (bsc)