Forscher entdecken Epilepsie-Schalter

27.10.2015
Grafik: Fluoreszenz im Gehirn einer lebenden Maus

Die Stärke der Fluoreszenz wird durch Farben wiedergegeben, wobei die Intensität von rot zu violett abnimmt; © Karen von Loo/Labor Albert Becker

Forscher der Universität Bonn und der Hebrew University Jerusalem haben eine Signalkaskade entschlüsselt, die mit epileptischen Anfällen in Verbindung steht. Blockierten die Forscher in erkrankten Mäusen einen zentralen Schalter, nahm die Häufigkeit und Schwere der Krämpfe ab. Mit einer Technologie war es möglich, die Prozesse vor dem Auftreten epileptischer Anfälle an Tieren zu beobachten.

Im Lauf seines Lebens erleidet etwa jeder 20. Mensch einen epileptischen Anfall. Dabei kommen die Nervenzellen aus ihrem gewohnten Takt und feuern in einem sehr schnellen Rhythmus. Krampfanfälle sind dann die Folge. Solche synchrone Entladungen im Gehirn finden am häufigsten im Schläfenlappen statt. Oft entwickelt sich das Anfallsleiden zeitversetzt nach einer vorübergehenden Gehirnschädigung - zum Beispiel durch Verletzung oder Entzündung. An der Weiterleitung von Signalen im Gehirn sind sogenannte Ionenkanäle beteiligt, die wie ein Türsteher den Zutritt von Calcium-Ionen in die Nervenzellen regulieren.

"Außerdem ist seit Längerem bekannt, dass nach einer vorübergehenden schweren Gehirnschädigung und vor einem ersten spontanen epileptischen Anfall die Konzentration freier Zink-Ionen im Hippocampus steigt. Über die Bedeutung dieses Phänomens rätselte aber bislang die Wissenschaft", sagt Prof. Albert J. Becker vom Institut für Neuropathologie der Universität Bonn.

Beckers Team hat nun mit Wissenschaftlern der Experimentellen Epileptologie und der Neuroradiologie des Bonner Universitätsklinikums sowie der Hebrew University in Jerusalem einen Signalweg entschlüsselt, der am Ausbruch des Anfallsleidens beteiligt ist. Steigt nach einer vorübergehenden schweren Gehirnschädigung die Menge an Zink-Ionen, docken diese verstärkt an einem Schalter an, dem sogenannten metallregulatorischen Transkriptionsfaktor 1 (MTF1). Dies führt dazu, dass die Menge eines speziellen Calcium-Ionenkanals in den Nervenzellen stark zunimmt, was insgesamt die Gefahr epileptischer Anfälle massiv verstärkt.

Dass der Transkriptionsfaktor MTF1 in diesem Zusammenhang eine zentrale Rolle spielt, wiesen die Wissenschaftler mit einem Experiment an Mäusen nach, die an Epilepsie erkrankt waren. "Mit einem genetischen Verfahren hemmten wir in den epileptischen Mäusen MTF1, worauf es zu viel selteneren und schwächeren Anfällen in den Tieren kam", sagt Erstautorin Dr. Karen M.J. van Loo, die im Team von Becker forscht.

Bei ihren Untersuchungen nutzten die Wissenschaftler ein neuartiges Verfahren. Mit Hilfe von Viren schleusten die Forscher in die Gehirne von Mäusen fluoreszierende Moleküle ein, die immer dann leuchteten, wenn die Produktion des speziellen Calcium-Ionenkanals aktiviert wurde. Die von den Fluoreszenzmolekülen ausgesendeten Lichtstrahlen lassen sich durch die Schädeldecke der Mäuse messen. Dadurch ist es möglich, die während der Entwicklung einer Epilepsie stattfindenden Prozesse am lebenden Tier zu untersuchen.

"Leuchten die Fluoreszenzmoleküle, ist das ein Hinweis darauf, dass die Maus chronisch epileptische Anfälle entwickelt", sagt die Molekularbiologin Prof. Susanne Schoch von der Neuropathologie der Uni Bonn. Die Forscher sehen in dieser neuen Technologie auch ein mögliches Potenzial für neue diagnostische Ansätze beim Menschen.

Die Wissenschaftler hoffen, dass sich durch ihre Entdeckung auch neue Behandlungsmöglichkeiten für Epilepsiepatienten eröffnen. "Rund ein Drittel der Patienten mit Schläfenlappenepilepsien spricht nicht auf Medikamente an. Wir forschen deshalb verstärkt an neuen und nebenwirkungsarmen Therapieoptionen", sagt Becker. Würden die Zink-Ionen oder der Transkriptionsfaktor MTF1 gezielt im Gehirn gehemmt, ließe sich möglicherweise gar die Entstehung eines Anfallsleidens verhindern. "Das müssen aber erst noch weitere Studien erweisen", sagt van Loo.


MEDICA.de; Quelle: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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