CC BY-NC-ND 4.0 · Fortschr Neurol Psychiatr 2022; 90(12): 565-570
DOI: 10.1055/a-1771-6225
Übersichtsarbeit

Adenosin A2A Rezeptorantagonisten als Therapieoption beim idiopathischen Parkinson-Syndrom?

Adenosine A2A Receptor Antagonists as a Treatment Option for Parkinson’s Disease?
Wolfgang H. Jost
1   Parkinson-Klinik Ortenau, Wolfach, Germany
,
Lars Tönges
2   Klinik für Neurologie, Ruhr-Universität Bochum, St. Josef-Hospital, Bochum, Germany
› Author Affiliations
 

Zusammenfassung

Beim Parkinson-Syndrom wurde sich lange Zeit auf die motorischen Symptome und die Therapie mit dopaminergen Substanzen fokussiert. In den letzten Jahren gewannen die nicht-motorischen Symptome immer mehr Bedeutung, da sie früh im Krankheitsverlauf auftreten und die Lebensqualität erheblich einschränken. Dadurch wurde aber auch die Notwendigkeit einer Behandlung nicht nur des dopaminergen Defizits offensichtlich. Als weitere therapeutische Option wurden die Adenosin A2A Rezeptorantagonisten entwickelt, da Adenosin A2A Rezeptorantagonisten nicht-dopaminerg und selektiv in den Basalganglien lokalisiert sind. Somit besteht die Möglichkeit striato-thalamo-kortikalen Schleifen zusätzlich zu modulieren. Bereits 2013 wurde ein Adenosin A2A Rezeptorantagonist in Japan und in 2019 in den USA als Add-on zu L-DOPA zugelassen. Mit einer Zulassung in Europa wird in naher Zukunft gerechnet. In dieser Übersicht möchten wir die theoretischen Grundlagen dieses Therapieansatzes darstellen und die aktuellen Daten zur Wirksamkeit und dem therapeutischen Einsatz referieren.


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Abstract

In Parkinson’s disease, the focus has long been on motor symptoms and therapy with dopaminergic substances. In recent years, the importance of non-motor symptoms has been increasingly recognized, as they occur early in the course of the disease and restrict considerably the quality of life. However, this also made the need for treatment of non-dopaminergic deficits obvious. Adenosine A2A receptor antagonists were identified as an additional therapy, since the adenosine A2A receptors are non-dopaminergic and selectively localized in the basal ganglia. This means that the striato-thalamo-cortical loops can be modulated. An adenosine A2A receptor antagonist was already approved in Japan in 2013 and in the USA in 2019 as an add-on to L-DOPA. Approval for this drug in Europe is expected in the near future. In this overview, we present the theoretical basis and current data on its efficacy and therapeutic use.


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Die Kardinalsymptome der Parkinson-Erkrankung sind Bradykinesie, Rigor und Ruhetremor sowie im Verlauf Haltungsinstabilität. Ein wesentlicher pathogenetischer Faktor ist der Verlust dopaminerger Neurone in der Substantia nigra. Bisherige medikamentöse Therapien fokussierten daher auf Mechanismen, die den Dopaminspiegel wieder erhöhen, wie L-DOPA und Dopaminagonisten oder Hemmer des Dopaminabbaus, die die Bioverfügbarkeit steigern [1]. Die motorischen Störungen der Betroffenen sprechen im Anfangsstadium der Erkrankung in der Regel gut auf die dopaminergen Therapien an, oft kommt es aber im weiteren Verlauf zu motorischen Komplikationen wie dem Wearing-off-Phänomen mit On- und Off-Phasen, Schwankungen zwischen starker Symptomatik und guter Beweglichkeit, sowie L-DOPA-induzierte Dyskinesien [2].

Nichtmotorische Symptome werden oft vernachlässigt und nicht adäquat behandelt

Neben den motorischen Symptomen leiden Parkinsonpatienten auch an nichtmotorischen Symptomen, wie kognitiven Beeinträchtigungen, Schmerzen, Angst, Depressionen, Schlafstörungen, erhöhter Tagesmüdigkeit oder Obstipation [2]. Häufig belasten diese die Lebensqualität der Betroffenen sogar noch stärker als die motorischen Symptome [3]. Lange Zeit wurden diese Symptome vernachlässigt – einerseits, weil Patienten sie nicht spontan berichten und andererseits, weil im Arztgespräch nur selten danach gefragt wird [4]. Dementsprechend werden diese Symptome oft nur selten behandelt. Die bisherigen dopaminergen Behandlungsoptionen beim Parkinson-Syndrom adressieren die nichtmotorischen Nebenwirkungen meist nur unzureichend [2] [5] [6]. Neben dem dopaminergen System sind auch andere Transmittersysteme bei der Parkinson-Erkrankung dysreguliert, wie das cholinerge, noradrenerge und serotonerge sowie das GABAerge System. Neue Einsichten in die Pathophysiologie der Erkrankung und die Entwicklung aussagekräftiger Parkinson-Tiermodelle mit progressiver Neurodegeneration und Lewy-Körperchen-Bildung haben dazu geführt, dass sich neue Behandlungsansätze entwickelt haben. Auf der Suche nach adäquaten Therapieoptionen zeichnet sich beispielsweise die Adenosin A2A Rezeptorantagonisierung als potentieller Wirkmechanismus zur optimierten Behandlung motorischer und nichtmotorischer Symptome bei Parkinson ab [6].

Rationale: Rolle des Adenosin A2A Rezeptors auf motorische und nichtmotorische Symptome

Adenosin A2A Rezeptoren sind ein vielversprechendes nicht-dopaminerges Angriffsziel, da sie selektiv in den Basalganglien lokalisiert sind und die striato-thalamo-kortikalen Schleifen modulieren, die nicht nur für die Entwicklung motorischer Symptome bei Parkinson relevant sind [1]. Die Blockade der Adenosin-Rezeptoren A1, A2A, A3 und A2B der Gliazellen, Astrozyten, Oligodentrozyten und Neurone moduliert die Freisetzung von Dopamin, Serotonin, Acetylcholin, GABA, Adrenalin und Noradrenalin im Nucleus accumbens (NAc), Hippocampus und anderen Gehirnregionen [7] [8] [9]. Zudem spielt sie eine Rolle bei synaptischer Plastizität und Neuroprotektion [9].

Extrazelluläres Adenosin, das bei der Dephosphorylierung von Adenosintriphosphat, Adenosindiphosphat und Adenosinmonophosphat entsteht, fungiert als ubiquitär exzitatorischer Neuromodulator im Nervensystem [10]. Darüber hinaus ist Adenosin an der Modulation des Schlaf-Wach-Rhythmus beteiligt [11]. Entsprechend finden sich Adenosinrezeptoren in nahezu jeder Zellart [11]. Für die Parkinson Erkrankung scheint insbesondere der A2A Rezeptor, der überwiegend im Striatum aber auch in anderen Schlüsselbereichen wie Nucleus accumbens, Tuberculum olfactorius, Amygdala, Hippocampus, Hypothalamus, Thalamus, frontaler Kortex und Kleinhirn exprimiert wird, ausschlaggebend zu sein. A2A Rezeptoren finden sich ebenfalls in Astroglia, Mikroglia und Oligodendrozyten und sind an der Kontrolle einer Reihe verschiedener Neurotransmitter beteiligt [11].

So modulieren A2A Rezeptoren die Freisetzung und den Transport von exzitotoxischem Glutamat und sind damit an Signalwegen beteiligt, die mit neuropsychiatrischen Symptomen wie Depressionen und Psychosen sowie kognitiven Beeinträchtigungen, Depressionen und übermäßiger Tagesschläfrigkeit assoziiert sind [11].


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Wirkmechanismus von A2A Rezeptorantagonisten auf Motorik

Die Motorik unterliegt der Regulation durch Aktivitäten der Basalganglienschleife. Ein Charakteristikum dieses neuronalen Schaltkreises ist einerseits der striatonigrale Weg (direkter Weg), der durch Dopamin-D1-Rezeptoren reguliert wird, und der striatopallidale Weg, der durch Dopamin-D2-Rezeptoren moduliert wird (indirekter Weg). Eine gute Balance beider Wege ist wichtig für eine komplikationsarme motorische Funktion. Bei der Parkinson-Erkrankung kommt es zu einem zunehmenden Mangel an dopaminergen Signalen und damit zu einem Ungleichgewicht beider Wege. Die verringerte exzitatorische Aktivität des direkten Signalwegs und die erhöhte inhibitorische Aktivität des indirekten Signalwegs resultiert in motorischer Dysfunktion [12]. Der fortschreitende Verlust dopaminerger Neurone und damit der D2-Rezeptor-Hemmfunktion führt zu einer striatalen Enthemmung. Der therapeutische Wirkmechanismus von A2A Rezeptorantagonisten, z. B. die in Kakao und Kaffee vorkommenden nicht-selektiven Adenosin A2A Rezeptorantagonisten Koffein (1,3,7-Trimethylxanthine) sowie Theobromin (3,7-Dimethylxanthin) und Theophylin (1,3-Dimethylxanthin), beruht dabei v. a. auf der funktionellen A2A Rezeptor-vermittelten, dualen exzitatorischen Modulation des striatopallidalen GABAergen Systems [13].

In den letzten Jahren wurden Medikamente wie Istradefyllin, Tozadenant oder Preladenant entwickelt, die mit einer hohen Selektivität und Affinität die Adenosin A2A Rezeptoren blockieren. Pharmakologische und klinische Untersuchungen konnten zeigen, dass diese A2A Rezeptorantagonisten motorische Dysfunktionen und Komplikationen lindern können (für eine Übersicht siehe [13] [14] [15]). In Kombination mit L-Dopa können A2A Rezeptorantagonisten sowohl die intrastriatale rezidivierende Hemmung als auch die D2-vermittelte direkte Hemmung der striatopallidalen Projektionsneurone sowie die aktivierende Wirkung durch D1-Rezeptoren wiederherstellen [13].


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Evidenz von A2A Rezeptorantagonisten bei motorischen und nichtmotorischen Symptomen der Parkinson Erkrankung

In mehr als 100 Studien an Tiermodellen sowie in zahlreichen klinischen Studien konnte nachgewiesen werden, dass A2A Rezeptorantagonisten, zusammen mit der Einnahme von Levodopa oder von Dopamin-Agonisten, die therapeutischen Effekte dieser amplifizieren können, und Off-Zeit verkürzen [Tab. 1]. Darüber hinaus können A2A Rezeptorantagonisten bei der Parkinson-Erkrankung auch in Monotherapie motorische und nichtmotorische Beeinträchtigungen verbessern, wie im Folgenden gezeigt wird.

Studien zur Motorik

Im Tiermodell wurde belegt, dass A2A Rezeptorantagonisten dopaminerge Therapien verstärken und die Motorik verbessern können [16] [17] [18].

Klinische Studien bestätigen, dass A2A Rezeptorantagonisten, wie Istradefyllin, Tozadenant oder Preladenant, zusammen mit der Einnahme von L-Dopa oder D2-Rezeptoragonisten, die therapeutischen Effekte dieser amplifizieren können [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45].

Tab. 1 Auswahl publizierter Studien zum Potential des A2A Rezeptorantagonismus

Autor

Jahr

Studiendesign

Substanz

Outcome

Mögliche Substanzen als Biomarker für die frühe Parkinson-Erkrankung

Bakshi et al.[19]

2020

Querschnitts-/Fallkontrollstudie mit 197 gesunden Kontrollen vs. 369 idiopathische Parkinson-Patienten

Koffein, Harnstoff

Robuste inverse Relation von idiopathischer Parkinson-Erkrankung, Koffeinmetabolismus und Harnsäure-Plasmaspiegel

Fujimaki et al.[20]

2018

Klinische Studie/31 gesunde Kontrolle vs. 108 Parkinson-Patienten ohne Demenz

Koffein, Theophyllin, Theobromin, Paraxanthin und Metabolite

verringerter Koffeinspiegel und seiner Metaboliten, möglicherweise als Biomarker für die frühe Parkinson-Erkrankung

Crotty et al. [21]

2020

Klinische Studie/Proben aus der „23andMe“-Studie, Längs- und Querschnittstudie von Personen mit LRRK2-Mutationen (n=380)

Koffein, Theophyllin, Paraxanthin und andere Metabolite sowie Trigonellin (Nicht-Xanthin Bestandteil von Kaffee)

deutlich verringerte Plasma und CSF-Spiegel von Koffein und seinen Metaboliten bei Parkinson-Patienten

Ohmichi et al. [22]

2018

klinische Studie/31 Parkinson-Patienten vs. 33 altersangepasste Kontrollen

Theophyllin

Theophyllin-Serumspiegel waren niedriger bei Parkinson-Patienten im Vergleich zu Kontrollen

Untersuchungen für möglichen krankheitsmodifizierenden Wirkmechanismus

Bakshi et al.[19]

2020

Querschnitts-/Fallkontrollstudie mit 197 gesunden Kontrollen vs. 369 idiopathische Parkinson-Patienten

Koffein

Höherer Koffeinkonsum war mit einem späteren Start der Levodopa-Therapie verbunden

Hong et al. [23]

2020

Metaanalyse aus 13 Studien (9 gesunde Kohorten, 4 Parkinson-Kohorten)

Koffein

Koffeinkonsum war mit geringerem Risiko für die Entwicklung der Parkinson-Erkrankung verbunden

Maclagan et al. [24]

2020

Fallkontrollstudie von 14.866 Parkinson-Patienten und 74.330 gesunden Kontrollen zur Indentifikation krankheitsmodulierender Substanzen mittels künstlicher Intelligenz

Pentoxifyllin, Theophyllin, Dexamethason

Kortikosteroide und Methylxanthine als mögliche krankheitsmodifizierende Targets

Untersuchungen zur Besserung der Parkinson-Symptomatik

Bakshi et al.[19]

2020

Querschnitts-/Fallkontrollstudie mit 197 gesunden Kontrollen vs. 369 idiopathische Parkinson-Patienten

Koffein

Höherer Espressokonsum korrelierte mit verbesserter Motorik nach der UPDRS (Unified Parkinson’s Disease Rating Scale) und ebenfalls mit nicht-motorischen Symptomen

Sako et al. [25]

2017

Metaanalyse aus 6 Studien

Istradefyllin

Istradefyllin (20 und 40 mg/Tag) verkürzt „Off-Episoden“ bei Parkinson-Patienten

Nagayama et al. [26]

2019

offene 12-wöchige Studie mit 30 Parkinson-Patienten

Istradefyllin

Verbesserte Motorik und Abnahme der depressiven Symptomatik

Istradefyllin reduzierte in multizentrischen, doppelblinden, placebokontrollierten Studien mit insgesamt mehr als 3.000 Teilnehmern als Add-on zu dopaminerger Medikation die täglichen Off-Zeiten der Patienten [31] [32] [33] [34] [35] [36] [46] [47] [48]. Häufigste Nebenwirkungen waren unwillkürliche Muskelzuckungen (Dyskinesien), Benommenheit, Verstopfung, Übelkeit, Halluzination und Schlaflosigkeit [49] [50]. Schwerwiegende Nebenwirkungen traten nicht auf [15].

Für Tozadenant untermauern zwei klinische Studien ebenfalls eine synergistische Wirkung mit dopaminergen Medikamenten bei der Parkinson-Erkrankung [37] [45]. Die weitere Forschung wurde allerdings aufgrund von unerwünschten Ereignissen während der Entwicklungsphase eingestellt [15]. Preladent verringerte in einer placebokontrollierten Phase-IIb-Studie bei Patienten mit Parkinson-Krankheit die „Off“-Zeit [42], Phase-III-Studien konnten dies jedoch nicht konsistent betätigen [39] [40] [41] [42] [43] [44]. Die laufenden Studien wurde aufgrund mangelnder Effizienz beendet [15].


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Depression

Neben der Verbesserung der Motorik unter A2ARezeptorantagonisten gibt es auch Hinweise darauf, dass depressive Störungen, die bei der Parkinson-Erkrankung auftreten, verbessern werden können. Sowohl natürlich vorkommende als auch synthetische A2A Rezeptorantagonisten verbesserten im Tiermodell das Auftreten depressiver Symptome [51] [52] [53] [54]. In einer kleinen offenen 12-wöchigen Studie mit 30 Parkinson-Patienten bestätigten Nagayama und Mitarbeiter, dass der in Japan zugelassene A2A Rezeptorantagonist nicht nur die Ergebnisse nach der Unified Parkinson’s Disease Rating Scale (UPDRS) verbesserte, sondern auch signifikante antidepressive Effekte hatte [26]. Die Werte anhand der Snaith-Hamilton Pleasure Scale Japanese version (SHAPS-J), der Apathie Skala und des Beck Depression Inventory (BDI) hatten sich innerhalb der Studiendauer signifikant verbessert. Die Ergebnisse korrelierten dabei nicht mit den Motorikwerten, was dafür spricht, dass die antidepressive Wirksamkeit auf andere Wirkmechanismen zurückzuführen ist [11].


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Schläfrigkeit

Adenosin moduliert den Schlafrhythmus und wird ausgeschüttet, wenn der Körper lange Zeit wach war [55]. Adenosin hemmt die aktivierenden Neurotransmitter wie Noradrenalin. Die schlaffördernde Wirkung von Adenosin wird vor allem durch A2A Rezeptoren vermittelt, wie im Tierexperiment und auch mit entsprechenden A2A Knock-out-Modellen bestätigt werden konnte. So induziert der A2A Agonist CGS21680 Schlaf bei Wildtyp- und A1A-Knockout-Mäusen, aber nicht in A2A Knock-out-Mäusen [56]. Das untermauert auch die Beobachtung, dass der bekannt wachmachende Effekt von Kaffee bei A2A Knockout Mäusen ausbleibt [57]. Auch bei Parkinson-Patienten wird für A2A Rezeptorantagonisten eine Reduktion der Tagesschläfrigkeit nach der Epworth Sleepiness Scale (ESS) berichtet, ohne dass der Nachtschlaf beeinträchtigt wird, wie anhand der Parkinson Disease Sleep Scale (PDSS) bestätigt wurde [58] [59]. Große, doppelblinde und placebokontrollierte Studien zu diesem Parameter stehen aus [11].


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Neuroprotektion

Studien im Tiermodell deuten auf ein neuroprotektives Potential von spezifischen selektiven A2A Rezeptorantagonisten hin, den Verlauf der Erkrankung oder vielleicht sogar die Entstehung einer Parkinson-Erkrankung verhindern zu können [60] [61] [62] [63] [64]. Humane klinische Studien, die eine Neuroprotektion dieser A2A Rezeptorantagonisten eindeutig nachweisen können, stehen jedoch derzeit noch aus. Die Schwierigkeit besteht hierbei darin, dass Studien zur Neuroprotektion möglichst bei Menschen mit Parkinsonrisiko begonnen werden sollten, die noch nicht erkrankt sind und dann einer langen Behandlungsdauer unterzogen werden müssten [65]. Der potenzielle neuroprotektive Effekt der A2A Rezeptorantagonisten ist durchaus spannend, aber noch nicht hinreichend wissenschaftlich untersucht.


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Ausblick

Die A2A Rezeptoragonisten stellen eine wichtige, neue Therapieoption beim M. Parkinson dar und beeinflussen nicht nur motorische Symptome wie Off-Zeit und Dyskinesien vorteilhaft, sondern können auch nichtmotorische Beeinträchtigungen lindern. Interessant sind die nach Tierversuchen postulierten neuroprotektive Effekte, die auch in humanen klinischen Studien untersucht werden sollten.


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Interessenkonflikte

W. Jost ist oder war als Berater und Referent für folgende Firmen tätig: Abbvie, Bial, Desitin, Kyowa Kirin, Stada, UCB, Zambon L. Tönges erhielt Honorare als wissenschaftlicher Berater, für Vortrags- und Schulungstätigkeiten oder Autorenschaften von Abbvie, Bayer, Boehringer, Bial, Desitin, GE, Kyowa Kirin, Stadapharm, UCB Pharma und Zambon.

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Korrespondenzadresse

Prof. Wolfgang Jost
Parkinson-Klinik Ortenau
Kreuzbergstr. 12-16
77709 Wolfach
Germany   

Publication History

Received: 10 September 2021

Accepted: 06 December 2021

Article published online:
28 February 2022

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