„Schalter“ für Epilepsie entdeckt

Blockierung des Epilepsie-Schalters bewirkt weniger und schwächere epileptische Anfälle
Epilepsie kann infolge verschiedener Hirnerkrankungen auftreten. Die Krankheit wird auch als „Fallsucht“ oder „Krampfleiden“ bezeichnet, und bewirkt, dass Betroffene meist spontan auftretende Krampfanfälle erleiden. Diese können von leichtem, kaum merkbarem Muskelzucken, bis zu heftigen Krämpfen über Minuten mit anschließender Bewusstlosigkeit führen. Nun ist es Forschern der Universität Bonn in Zusammenarbeit mit Kollegen von der „Hebrew University Jerusalem“ in Israel gelungen, eine Art zentralen „Schalter“ zu identifizieren, der mit epileptischen Anfällen in Zusammenhang steht. Wird dieser blockiert, nimmt die Häufigkeit und Schwere der Anfälle ab.

In einem Versuch mit Mäusen ist es den Wissenschaftlern aus Bonn gelungen, einen zentralen „Schalter“ im Gehirn der Nager zu blockieren. Dieser steht laut Mitteilung der Universität im direkten Zusammenhang mit den Anfällen, die durch Epilepsie ausgelöst werden. Durch die Blockade ist es möglich, die Anzahl der Anfälle und ihre Stärke abzuschwächen. Eine neu entwickelte Technik ermöglichte außerdem, die vor einem Epilepsie-Anfall auftretenden Prozesse zu erkennen und auszuwerten. Diese Beobachtungen konnten in dem Versuch an lebenden Tieren durchgeführt werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden nun von den Wissenschaftlern der Universität Bonn im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.

Nervenzellen außer Kontrolle lösen Anfälle aus
Die Statistiken beweisen, dass Epilepsie-Anfälle häufiger auftreten, als die meisten Menschen glauben. Einen solchen Anfall erleidet jeder zwanzigste Mensch irgendwann in seinem Leben. Die Auslöser hierfür sind die menschlichen Nervenzellen. Sie geraten außer Kontrolle und beginnen in einem sehr schnellen Rhythmus zu Signale zu senden. Hierdurch werden dann die bekannten Krampfanfälle ausgelöst. Die Entladung der Nervenzellen findet meist in den „Schläfenlappen“ unseres Gehirns statt. Den Forschern zufolge entstehen solche Anfallsleiden oft zeitversetzt nach einer Verletzung oder Entzündung am Gehirn.

Zink-Ionen-Konzentration im Gehirn verstärkt Krampfanfälle
Forschern sei schon lange bekannt, dass nach einer vorübergehenden schweren Gehirnschädigung die Konzentration freier Zink-Ionen im Hippocampus ansteige, erklärte Professor Dr. Albert J. Becker vom Institut für Neuropathologie der Universität Bonn. Dies würde geschehen, noch bevor der erste epileptische Anfall auftritt. Doch warum genau die Veränderung auftreten, konnte bisher noch nicht entschlüsselt werden. Auch für Forscher und Mediziner sei dieser Vorgang rätselhaft, so Professor Becker weiter.

In ihren Versuchen gelang es den Medizinern, einen Signalweg zu entschlüsseln, der beim Ausbruch der Epilepsie-Anfälle beteiligt ist. So konnten die Forscher feststellen, dass infolge einer schweren Gehirnschädigung, die Menge an Zink-Ionen ansteigt. Die Ionen docken an einer Art Schalter an. Dieser wird von Forschern als metallregulatorischer Transkriptionsfaktor 1 (MTF1) bezeichnet. Durch das Anhängen der Zink-Ionen steigt die Menge an speziellen Calcium-Ionenkanälen in unseren Nervenzellen an. Dieser Vorgang verstärkt die Wahrscheinlichkeit für die Gefahr von Krampfanfällen stark, erklärten die Forscher aus dem Team um Professor Becker.

Versuch an Mäusen bringt neue Erkenntnisse
Die Erkenntnis, dass der Transkriptionsfaktor MTF1 bei epileptischen Anfällen eine wichtige Rolle spielt, gewannen die Mediziner aus Versuchen mit Mäusen, die an Epilepsie erkrankt waren. Mit Hilfe eines genetischen Verfahrens blockierten die Forscher bei den Versuchstieren den Schalter MTF. Als direkte Auswirkung war zu beobachten, dass bei den Mäusen seltener Krampfanfälle auftraten. Außerdem fielen die Anfälle schwächer aus, so die Hauptautorin Dr. Karen van Loo aus dem Team um Professor Becker.

Leuchtende Moleküle ermöglichen neue klare Aussagen über Epilepsie
Mit Hilfe von fluoreszierenden Molekülen gelang es den Wissenschaftlern die Aktivierung der Calcium-Ionenkanäle im Gehirn der Mäuse zu erfassen. Sie schleusten die Moleküle über Viren in die Gehirne ein und jedes mal, wenn nun die Produktion eines bestimmten Calcium-Ionenkanals aktiviert wurde, begannen die Moleküle zu leuchten. So war es möglich, das Licht zu messen, das von den fluoreszierenden Molekülen ausgestrahlt wurde. Dies erfolgte direkt durch die Schädeldecke der epileptischen Mäuse. So konnten die Beobachtungen und Untersuchungen an Versuchstieren durchgeführt werden, während diese noch am Leben sind, erläutert Karen van Loo.

Den Medizinern war es nun möglich, klare Aussagen darüber zu treffen, wann die Maus epileptische Anfälle entwickelt. Sobald die „Fluoreszenzmoleküle“ beginnen aufzuleuchten, sei dies ein ein klares Zeichen dafür, dass dieses Nagetier chronisch-epileptische Anfälle entwickelt, erklärte die Medizinerin Prof. Dr. Susanne Schoch, Molekularbiologin an der Universität Bonn. In Zukunft könnte diese Verfahren mit Hilfe der neuen Technik auch irgendwann für neuartige Ansätze der Diagnose beim Menschen eingesetzt werden.

Abschwächen von Zink-Ionen oder MTF1 könnte Entstehung von Epilepsie verhindern
Viele der Patienten (mehr als ein Drittel) mit „Schläfenlappenepilepsien“ reagieren nicht auf eine Behandlung mit Medikamenten. Deshalb hoffen die Forscher nun, dass der Einsatz von fluoreszierenden Molekülen bei der Entwicklung neuer, nebenwirkungsarmer Möglichkeiten der Behandlung helfen könnte, erläutert Professor Becker in der Studie. Eventuell sei es sogar später einmal möglich, Zink-Ionen oder den Transkriptionsfaktor MTF1 abzuschwächen. Durch diese Manipulation des menschlichen Gehirnes, sei es dann vielleicht möglich, die Entstehung eines Anfallsleidens komplett zu verhindern. Zu diesem Zweck müssten aber noch weitere Studien durchgeführt werden, fügte die Hauptautorin Dr. Karen van Loo hinzu.(as)