Aus früheren Studien hatte es erste Hinweise gegeben, dass Koffein und Koffein-ähnliche Substanzen einen schützenden Effekt auf Nervenzellen haben. Die neuroprotektive Wirkung könnte mit einer Änderung der Aktivität der A2A-Rezeptoren durch Koffein zusammenhängen, so die Theorie. Was genau dabei im Gehirn abläuft, war allerdings bislang unklar.

Als Wirkmechanismus des Koffeins wurde bislang eine Verstärkung der dopaminergen Signalübertragung vermutet. Der A2A-Rezeptor, an den Koffein als nicht selektiver Antagonist bindet, ist im Striatum im Verbund mit Dopamin-D2-Rezeptoren lokalisiert. Durch Agonisten am Adenosinrezeptor wird die Aktivität des Dopaminrezeptors blockiert, umgekehrt kann durch Antagonisten die Dopamin-Ausschüttung erhöht werden. Daher richtet sich seit einiger Zeit das Interesse auf selektive A2A-Antagonisten zur Behandlung der motorischen Parkinson-Manifestationen.

Die Wissenschaftler um Professor Dr. Tiago Outeiro haben nun genauer untersucht, ob und wie Koffein bei Parkinson gegen den Tod der Hirnzellen schützen kann. Für ihre Studie analysierten die Forscher, wie Koffein auf bestimmte Rezeptoren im Gehirn wirkt, die als Andockstellen für die toxische Proteinansammlungen bei Parkinson dienen.

Die Aggregate, auch Lewy-Körperchen genannt, finden sich in Dopamin-produzierenden Nervenzellen der Gehirnregion, die für motorische Fähigkeiten zuständig ist. Außerdem entstehen sie in Hirnregionen, die mit dem Erinnerungsvermögen in Verbindung gebracht werden. Sie gehen aus kleineren Vorstufen, den Alpha-Synuklein-Oligomeren, hervor, die stark toxisch auf Nervenzellen wirken. Normalerweise reguliert Alpha-Synuklein die Ausschüttung von Dopamin. Bei Parkinson-Patienten jedoch geht die Funktion durch die Aggregation zu Oligomeren verloren.

Die Forscher konnten nun erstmals zeigen, dass Koffein nicht nur die Dopamin-Ausschüttung verbessert, sondern auch einen Einfluss auf die Entstehung der Aggregate hat: Durch die Blockade des A2A-Rezeptors können sich die Alpha-Synuklein-Oligomere nicht anlagern und zu ausgewachsenen Plaques verbinden. „Koffein und Koffein-ähnliche Substanzen kontrollieren also offenbar die späteren Stadien der alpha-Synuklein-Aggregation und verhindern dadurch die Ausbildung einer synaptischen Neurotoxizität“, erklärt Outeiro.

Koffein führte durch diese Rezeptorblockade dazu, dass bei den Experimenten deutlich weniger Nervenzellen starben als ohne den Kaffeeextrakt. Die Anzahl an Zellen, in denen sich die schädlichen Aggregate angereichert hatten, war zudem ebenfalls gesenkt. Nach Ansicht der Forscher könnte dies erklären, warum Kaffee dem parkinsontypischen Niedergang der Gehirnzellen entgegenwirkt.

Koffein wird bereits in klinischen Studien auf seine Tauglichkeit als symptomatisches Therapeutikum bei Parkinson getestet. „Wir hoffen, dass wir weitere Koffein-ähnliche Moleküle identifizieren können, die alle positiven Effekte vereinen, und möglichst wenige unerwünschte Nebeneffekte aufweisen“, so Outeiro.