Dreiecksverhältnis im epileptischen Gehirn

Bei einem epileptischen Anfall im Gehirn, die Nervenzellen verlieren Ihre üblichen Muster und Feuer in einem sehr schnellen Rhythmus. Die Ursache ist ein Komplexes zusammenspiel von verschiedenen Faktoren. Wissenschaftler der Universität Bonn haben nun entdeckt die bedeutende Rolle von einem der Teilnehmer: a2d4 (alpha2delta4). Er ist ein zentraler Spieler zwischen den Nervenzellen, ein puzzle-Stück, das spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Epilepsien und ist ein möglicher Ansatzpunkt für Therapien. Die Ergebnisse erscheinen nun im Journal of Neuroscience.

Während eines epileptischen Anfalls, die Nervenzellen Feuer gleichzeitig in einem sehr schnellen Rhythmus—wie ein gewitter im Gehirn. Diese Ergebnisse in Anfällen. Aufgrund von Veränderungen im Gehirn, wie ein kurzer Anfall entwickeln können in eine chronische Epilepsie auf lange Sicht. „Die Suche nach neuen Therapien ist vor allem über die Verhinderung der allmählichen Entwicklung eines solchen schweren Formen von epileptischen Anfällen“, sagt Prof. Dr. Albert J. Becker vom Institut für Neuropathologie am Universitätsklinikum Bonn (UKB).

Wenn ein epileptischer Anfall Auftritt, Gene und Ihrer regulation beteiligt sind. Gene sind die Blaupausen der DNA. Transkripte sind aus Genen, die während der Transkription; diese erreichen dann verschiedene Standorte in den Nervenzellen und beeinflussen deren Funktion. Wie die Wissenschaftler der Universität Bonn konnten nachweisen, vor einigen Jahren, der Transkriptionsfaktor Early growth response 1 (Egr1) upregulates die calcium-Kanäle in den Nervenzellen. Calcium kann dann zunehmend fließen in die Poren des Nerven-Zell-Kanäle. Dies bewirkt, dass Sie anfangen zu feuern unisono—ein epileptischer Anfall beginnt.

Suche nach Epilepsie-Genen

„Jedoch, wie wir nun entdeckt haben, ist der Prozess sehr viel komplexer“, sagt Dr. Karen M. J. van Loo, junior research group leader am UKB. „Es gibt andere Faktoren beteiligt.“ Wie in einem raster suchen, der Wissenschaftler und Ihrer UKB Kollegen Prof. Dr. Dirk Dietrich, Neurochirurgie und Prof. Dr. Sandra Blaess vom Institut für Rekonstruktive Neurobiologie verwendet, bioinformatische Methoden, um die Suche für weitere Epilepsie-Gene, die in den Anfällen. Die Forscher beobachteten die Interaktion der epileptischen Faktoren im menschlichen Gewebe, die während der chirurgischen Entfernung des epileptischen foci aus den Gehirnen von Patienten und in Mäusen.

Der Schwerpunkt wird auf das Dreiecksverhältnis der bereits bekannten Transkriptionsfaktor Egr1 und die spezielle calcium-Kanal-Poren Cav3.2 und a2d4 (alpha2delta4). Van Loo sagt, „Die Rolle der a2d4 wurde bislang unterschätzt.“ .

Durch upregulating der Transkriptionsfaktor in den Mäusen, die Wissenschaftler sichergestellt werden, dass Ihre Nerven-Zellen produzierten deutlich mehr a2d4 im Gehirn. „Je mehr a2d4 vorhanden war, desto größer ist die Tendenz, die Anfälle haben“, sagt Prof. Dr. Susanne Schoch-McGovern, Institut für Neuropathologie am Universitätsklinikum Bonn. Dieser Zusammenhang wurde auch bestätigt durch Untersuchungen mit menschlichen Hirngewebe.

Wie das anti-Blockier-system im Auto

Die Nervenzellen im Gehirn, die normalerweise schützen sich vor einem epileptischen Anfall mit einem stabilen Rhythmus. „Dies kann verglichen werden, um die anti-Blockier-system im Auto, die auch schützt vor überreaktion“, sagt Becker. Verschiedene sensoren Messen, ob ein Rad blockiert ist, und dann verwenden Sie diese Informationen, um eine optimale Anpassung des Fahrzeugs in Bremskraft. Wenn a2d4 hochreguliert wird, das anti-Blockier-system in der Nervenzelle Netzwerk im übertragenen Sinne schlägt fehl, und das Gaspedal voll durchgetreten: Die üblichen Nervenzelle Rhythmus wird out-of-sync und beschleunigt—ein epileptischer Anfall bevorsteht.

„Es ist nicht genug, um einzelne Moleküle in das Gehirn zu verstehen, die den Ausbruch eines epileptischen Anfalls“, sagt Karen van Loo. „Vielmehr ist das gesamte Netzwerk betrachtet werden muss.“