Ketamin als potenzielle Therapie gegen Dyskinesie bei Parkinson

MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie beleuchtet die potenziellen Vorteile von Ketamin bei der Behandlung von Dyskinesie, einer häufigen Komplikation bei der Parkinson-Therapie.

Eine kürzlich in der Fachzeitschrift Brain veröffentlichte Studie hat neue Erkenntnisse über die neurologischen Grundlagen der durch Levodopa induzierten Dyskinesie bei Parkinson-Patienten geliefert. Diese Forschung untersuchte, wie diese Erkrankung den motorischen Kortex des Gehirns beeinflusst und bewertete Ketamin, ein Anästhetikum, hinsichtlich seines Potenzials zur Linderung der Symptome.

Die Untersuchung von über 3.000 Neuronen im motorischen Kortex von Ratten, die Symptome von Dyskinesie zeigten, ergab, dass der motorische Kortex während der Dyskinesie von der Bewegungssteuerung abgekoppelt wird, was den bisherigen Annahmen widerspricht. Ketamin reduzierte nicht nur die Dyskinesie, sondern stellte auch teilweise die Fähigkeit des Gehirns zur Bewegungsregulation wieder her.

Levodopa bleibt die effektivste Behandlung zur Wiederherstellung der motorischen Funktion, führt jedoch bei längerer Anwendung häufig zu Dyskinesie, die durch unwillkürliche und übermäßige Bewegungen gekennzeichnet ist. Die derzeitigen Behandlungen für diese Erkrankung sind begrenzt und konzentrieren sich hauptsächlich auf die Symptombehandlung, anstatt die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen anzugehen. Das Forscherteam wollte die spezifischen Veränderungen der Gehirnaktivität verstehen, die mit Dyskinesie verbunden sind, und untersuchen, ob Ketamin einen neuartigen therapeutischen Ansatz bieten könnte.

Um ihre Ziele zu erreichen, verwendeten die Forscher ein etabliertes Rattenmodell der Dyskinesie. Sie induzierten einen Parkinson-Zustand bei den Tieren, indem sie selektiv dopaminproduzierende Neuronen im Gehirn schädigten, was die Neurodegeneration bei Parkinson imitiert. Die Ratten wurden dann mit Levodopa behandelt, um Dyskinesie zu provozieren, wie sie bei menschlichen Patienten beobachtet wird. Die Schwere der Dyskinesie wurde mit einer standardisierten Bewertungsskala beurteilt.

Nach der Induktion der Dyskinesie zeichnete das Team die neuronale Aktivität im motorischen Kortex mit fortschrittlichen Elektrodenarrays auf, die Signale von Tausenden einzelner Neuronen erfassen können. Sie untersuchten speziell die oszillatorische Gehirnaktivität und deren Beziehung zur Bewegung, sowohl vor als auch nach der Verabreichung von Ketamin.

Die Forscher fanden heraus, dass während der Dyskinesie der motorische Kortex, der für die Planung und Ausführung von Bewegungen verantwortlich ist, funktionell von den Bewegungen des Körpers abgekoppelt wird. Diese Abkopplung stellt die konventionelle Annahme in Frage, dass dyskinetische Bewegungen direkt durch die Aktivität des motorischen Kortex ausgelöst werden. Stattdessen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Dyskinesie aus nachgeschalteten Schaltkreisen im Hirnstamm oder Rückenmark entsteht, die pathologische, unwillkürliche Bewegungen in Abwesenheit einer normalen motorischen Kortexregulation erzeugen.

Eine der wichtigsten Erkenntnisse der Studie war die Identifizierung abnormaler oszillatorischer Aktivität im motorischen Kortex während der durch Levodopa induzierten Dyskinesie. Insbesondere beobachteten die Forscher übermäßige neuronale Aktivität im Gamma-Frequenzbereich (etwa 80 Hz), bekannt als fein abgestimmte Gamma-Oszillationen.

Diese Oszillationen standen in keinem Zusammenhang mit den physischen Bewegungen der Tiere, was auf einen Zusammenbruch der üblichen Beziehung zwischen der Aktivität des motorischen Kortex und den körperlichen Aktionen hinweist. Diese abnormale Aktivität schafft einen Zustand, in dem der motorische Kortex Bewegungen nicht kontrollieren oder einschränken kann, was möglicherweise nachgeschalteten neuronalen Schaltkreisen erlaubt, die unwillkürlichen und übertriebenen Bewegungen zu erzeugen, die für Dyskinesie charakteristisch sind.

Ketamin erwies sich in dieser Studie als vielversprechende Intervention. Bei Ratten mit Dyskinesie eliminiert Ketamin die pathologischen Gamma-Oszillationen im motorischen Kortex. Dies ging mit einer Reduktion der dyskinetischen Bewegungen einher. Darüber hinaus stellte Ketamin teilweise die funktionelle Verbindung zwischen der Aktivität des motorischen Kortex und der Bewegung wieder her. Obwohl nicht vollständig auf normale Werte zurückkehrend, erlangte der motorische Kortex einen Teil seiner Fähigkeit zurück, bewegungsbezogene neuronale Aktivität zu modulieren. Diese teilweise Wiederherstellung könnte ausreichen, um Symptome zu lindern, ohne die therapeutischen Effekte von Levodopa auf die motorische Funktion zu stören.

Ein weiterer interessanter Befund war, wie Ketamin die Interaktionsmuster zwischen Neuronen im motorischen Kortex umstrukturierte. Normalerweise stört Dyskinesie die netzwerkweiten Dynamiken des motorischen Kortex, aber Ketamin induzierte eine Umorganisation dieser neuronalen Interaktionen. Diese Umorganisation war nicht einheitlich; vielmehr erhöhte Ketamin die Variabilität, wie Neuronen kommunizierten, was darauf hindeutet, dass das Medikament den Gesamtzustand des motorischen Kortex umgestaltete. Dieser einzigartige neuronale Ensemble-Zustand, der durch Ketamin induziert wurde, könnte seiner Fähigkeit zugrunde liegen, Dyskinesie zu reduzieren und gleichzeitig die Bewegungssteuerung zu erhalten.

Interessanterweise fand die Studie auch heraus, dass die Effekte von Ketamin auf die Aktivität des motorischen Kortex sich von seinem allgemeinen Einfluss auf die Bewegung unterschieden. Während Levodopa die Bewegungsgeschwindigkeit und dyskinetische Verhaltensweisen erhöhte, reduzierte Ketamin die Dyskinesie, ohne die Gesamtbewegungsgeschwindigkeit zu verändern. Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass die therapeutischen Effekte von Ketamin in seiner Fähigkeit verwurzelt sind, die Gehirnaktivität zu normalisieren, anstatt einfach die Bewegung zu unterdrücken.

Allerdings ist die Abhängigkeit der Studie von kopfmontierten Inertialsensoren zur Messung der Bewegung eine Einschränkung. Diese Sensoren erfassten hauptsächlich Kopfbewegungen, die möglicherweise nicht das gesamte Spektrum und die Komplexität der bei Menschen beobachteten dyskinetischen Verhaltensweisen vollständig repräsentieren. „Diese Studie betrachtete nur Kopfbewegungen“, bemerkte Cowen. „Es ist daher denkbar, dass es andere Bewegungen gab, die mit der Aktivität des motorischen Kortex korreliert waren, die wir nicht erfassen konnten.“

In Zukunft möchte Cowen „die spezifischen Arten von Neuronen identifizieren, die für die Entkopplung des motorischen Kortex von der laufenden Bewegung verantwortlich sind. Ich möchte auch verstehen, wie niedrig dosiertes Ketamin die Interaktionen zwischen Neuronen stört.“