Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher entdecken Epilepsie-Schalter

26.10.2015

Wissenschaftler der Universität Bonn und der Hebrew University Jerusalem (Israel) haben eine Signalkaskade entschlüsselt, die mit epileptischen Anfällen in Zusammenhang steht. Blockierten die Forscher in an Epilepsie erkrankten Mäusen einen zentralen Schalter, nahm die Häufigkeit und Schwere der Krämpfe ab. Mit einer neuartigen Technologie war es möglich, die Prozesse vor dem Auftreten epileptischer Anfälle an lebenden Tieren zu beobachten. Die Ergebnisse sind nun im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.

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.


Fluoreszenz im Gehirn einer lebenden Maus: Die Stärke der Fluoreszenz wird durch Farben wiedergegeben, wobei die Intensität von rot zu violett abnimmt.

© Aufnahme: Karen von Loo/Labor Albert Becker

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. Dr. Albert J. Becker vom Institut für Neuropathologie der Universität Bonn. Der Hippocampus ist eine zentrale Schaltstation im Gehirn, die sich im Schläfenlappen befindet.

MTF1 wirkt wie ein Schalter im Gehirn

Das Team von Prof. Becker hat nun mit Wissenschaftlern der Experimentellen Epileptologie und der Neuroradiologie des Bonner Universitätsklinikums sowie der Hebrew University in Jerusalem (Israel) 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 Prof. Becker forscht.

Neue Technologie ermöglicht Beobachtungen am lebenden Gehirn

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. Dr. 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.

Hoffnung auf neue Diagnose- und Therapiemöglichkeiten

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 Prof. 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 Dr. Karen M.J. van Loo.

Publikation: Zinc regulates a key transcriptional pathway for epileptogenesis via metal-regulatory transcription factor 1, Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms9688

Kontakt für die Medien:

Prof. Dr. Albert J. Becker
Institut für Neuropathologie
Tel. 0228/28711352
E-Mail: albert_becker@uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Entschlüsselung von Kommunikationswegen zwischen Tumor- und Immunzellen beim Eierstockkrebs
06.12.2016 | Wilhelm Sander-Stiftung

nachricht Tempo-Daten für das „Navi“ im Kopf
06.12.2016 | Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen e.V. (DZNE)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher entwickeln Unterwasser-Observatorium

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

HIV: Spur führt ins Recycling-System der Zelle

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Mehrkernprozessoren für Mobilität und Industrie 4.0

07.12.2016 | Informationstechnologie