Rasterfahndung für Epilepsie-Genen

Ein internationales team von Wissenschaftlern gemeinsam mit der Universität von Bonn-Krankenhaus getroffen haben, einen neuen Weg in der Erforschung der Ursachen von Epilepsie: Die Forscher festgestellt, die Netzwerke der aktiven Gene und, wie eine Rasterfahndung, sah für die „Haupt-Täter“ mit einem computer-Modell. Dabei entdeckten Sie das Molekül sestrin-3 als zentraler Schalter. In Tiermodellen konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass eine Hemmung von sestrin-3 führt zu einer Verringerung der Anfälle. Die Ergebnisse werden jetzt präsentiert, in der renommierten Zeitschrift Nature Communications.

Rasterfahndung für Epilepsie-Genen

Surgical Specimen of an Antiepileptic-Resistant Patient
Dies ist eine chirurgische Probe von einem Antiepileptikum-resistenten Patienten mit Temporallappen-Epilepsie, die einen einzigartigen Zugang zu menschlichem Gehirngewebe (Links oben). Nervenzellen, sichtbar als Blaue Punkte, die einen bedeutenden Beitrag zu der Entwicklung von epileptischen Anfällen. Im unteren rechten Teil des Bildes, Zellen gelb markiert sind gesehen vollständig gefüllt mit sestrin-3.
Credit: Arbeitsgruppe Albert Becker/UKB

Während eines epileptischen Anfalls, viele Nervenzellen verlieren Ihre regelmäßigen Rhythmus und wechseln Sie in einen schnellen Rhythmus. Diese Ergebnisse in Anfällen bis zu dem Punkt, Verlust des Bewusstseins. Die Schläfenlappen im Gehirn sind die meisten Häufig die region, in der solch synchrone Entladungen auftreten. „Medikamente den gewünschten Effekt haben, nur in etwa zwei Drittel der Patienten mit Temporallappen-Epilepsie“, sagt Prof. Dr. med. Albert Becker vom Institut für Neuropathologie der Universität Bonn-Krankenhauses. Wenn keine medikamentöse Therapie hilft, die Beschlagnahme Fokus mit dem out-of-Rhythmus der Nervenzellen werden chirurgisch entfernt, als Letzte Therapie-option. Der epileptologists und Neurochirurgen von der Universität von Bonn-Krankenhaus spezialisiert sind auf solche Verfahren dem Patienten zu helfen.

Das Gehirn Gewebe entfernt, bei diesen Verfahren gibt der Wissenschaft die einzigartige Gelegenheit zu lernen, mehr über die Ursachen und neue Behandlungsmöglichkeiten für Temporallappen-Epilepsie. „Ohne Gewebeproben von dieser Art, hätten wir nicht in der Lage zu führen unsere groß angelegte Untersuchung zu den Netzwerken aus Genen und signalketten überhaupt“, sagt Prof. Becker. Zusammen mit Ihren Kollegen aus Großbritannien, den USA, Australien, Finnland und Belgien untersuchten die Wissenschaftler chirurgisch entfernt werden Gewebeproben aus dem Temporallappen von insgesamt 129 Epilepsie-Patienten.

Sestrin-3 abweichend aktiviert die Gehirn-und Immunzellen in der Epilepsie

Die Forscher von der Universität von Bonn-Krankenhaus bestimmt, welche Gene aktiv waren, in den erkrankten Nervenzellen und weiteren unterstützenden Gehirnzellen. Die Wissenschaftler um Erstautor Dr. Enrico Petretto vom Imperial College London (England) trat diese „verdächtigen“ in einem computer-Modell. Wie im Fall der Rasterfahndung, dies ermöglicht es verbindungen zwischen den conning tower und die signal Ketten so in Bewegung gesetzt, gesucht werden. Gerade als der Täter ist letztlich gefangen in der Polizei ist net wegen bestimmten manhunt verbindungen, die Wissenschaftler sehr ähnlich, hat einen wichtigen Schalter während Ihrer Analysen: Sestrin-3.

Es ist bekannt, dass das Molekül hat eine aktivierende Funktion in Zellen des Gehirns, unter anderem, und auch in Immunzellen. „Unsere Daten zeigen: Sestrin-3 ist zentral involviert in die Entwicklung und das Fortschreiten der Temporallappen-Epilepsie“, erläutert Dr. Katharina Pernhorst, bioinformatikerin bei Prof. Becker. Die Wissenschaftler bewiesen diesen in der Maus und im Zebrafisch, deren Gehirne Nachweis von Veränderungen wie im Falle der menschlichen Epilepsie. Wenn „sestrin-3“ stummgeschaltet, die schwere und Häufigkeit von epileptischen Anfällen ist auch reduziert.

Ausgangspunkt für neuartige Therapien

Die Wissenschaftler sehen eine Plattform, die in Ihrer neuartigen Methode für weitere Untersuchungen. „Diese Methode weitet den Blick von einzelnen gen – /Wirkungs-Beziehungen zu einer systematischen Untersuchung des gesamten Netzwerkes“, sagt Prof. Becker. Auf diese Weise, die wichtige Positionen in der Interaktion von signal-Ketten und-Genen sowie mit dem Immunsystem besser erkannt. Darüber hinaus zeigen die Ergebnisse vielversprechende Ansatzpunkte für neue Therapien. Herkömmliche Epilepsie-Medikamenten eingreifen in einen regulatorischen Weg in die Ionenkanäle der erkrankten Nervenzellen.

„Allerdings sind diese Medikamente nicht funktionieren, bei vielen Patienten, weil Sie Widerstand entwickeln,“ berichtet Prof. Becker. „Sestrin-3“ ist nicht beteiligt an der signal-Leitung über Ionen-Kanäle, sondern vielmehr, angesichts der Auswirkungen von stress, es upregulates die Erregbarkeit der Nervenzellen und auch die Aktivierung der Immunzellen. Die fehlgeleitete regulation des „sestrin-3“, das führt zu die Entwicklung der Epilepsie vermutlich werden in Schach gehalten durch geeignete Inhibitoren ohne was zu Resistenzen bei den Patienten. „Es ist jedoch noch ein erheblicher Forschungsbedarf, bis ein geeignetes Medikament gefunden werden kann“, sagt Prof. Becker.

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