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 Humane Papillomviren programmieren ihre Wirtszellen um und begünstigen so die Hautkrebsentstehung
12.12.2019 | Wilhelm Sander-Stiftung

nachricht Forscher untersuchen Rolle der Zellmembran bei der Entstehung chronischer Krankheiten
10.12.2019 | Universität des Saarlandes

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: Das feine Gesicht der Antarktis

Eine neue Karte zeigt die unter dem Eis verborgenen Geländeformen so genau wie nie zuvor. Das erlaubt bessere Prognosen über die Zukunft der Gletscher und den Anstieg des Meeresspiegels

Wenn der Klimawandel die Gletscher der Antarktis immer rascher Richtung Meer fließen lässt, ist das keine gute Nachricht. Denn dadurch verlieren die gefrorenen...

Im Focus: Virenvermehrung in 3D

Vaccinia-Viren dienen als Impfstoff gegen menschliche Pockenerkrankungen und als Basis neuer Krebstherapien. Zwei Studien liefern jetzt faszinierende Einblicke in deren ungewöhnliche Vermehrungsstrategie auf atomarer Ebene.

Damit Viren sich vermehren können, benötigen sie in der Regel die Unterstützung der von ihnen befallenen Zellen. Nur in deren Zellkern finden sie die...

Im Focus: Virus multiplication in 3D

Vaccinia viruses serve as a vaccine against human smallpox and as the basis of new cancer therapies. Two studies now provide fascinating insights into their unusual propagation strategy at the atomic level.

For viruses to multiply, they usually need the support of the cells they infect. In many cases, only in their host’s nucleus can they find the machines,...

Im Focus: Cheers! Maxwell's electromagnetism extended to smaller scales

More than one hundred and fifty years have passed since the publication of James Clerk Maxwell's "A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field" (1865). What would our lives be without this publication?

It is difficult to imagine, as this treatise revolutionized our fundamental understanding of electric fields, magnetic fields, and light. The twenty original...

Im Focus: Hochgeladenes Ion bahnt den Weg zu neuer Physik

In einer experimentell-theoretischen Gemeinschaftsarbeit hat am Heidelberger MPI für Kernphysik ein internationales Physiker-Team erstmals eine Orbitalkreuzung im hochgeladenen Ion Pr9+ nachgewiesen. Mittels einer Elektronenstrahl-Ionenfalle haben sie optische Spektren aufgenommen und anhand von Atomstrukturrechnungen analysiert. Ein hierfür erwarteter Übergang von nHz-Breite wurde identifiziert und seine Energie mit hoher Präzision bestimmt. Die Theorie sagt für diese „Uhrenlinie“ eine sehr große Empfindlichkeit auf neue Physik und zugleich eine extrem geringe Anfälligkeit gegenüber externen Störungen voraus, was sie zu einem einzigartigen Kandidaten zukünftiger Präzisionsstudien macht.

Laserspektroskopie neutraler Atome und einfach geladener Ionen hat während der vergangenen Jahrzehnte Dank einer Serie technologischer Fortschritte eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Analyse internationaler Finanzmärkte

10.12.2019 | Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Das feine Gesicht der Antarktis

13.12.2019 | Geowissenschaften

Leicht, stark und zäh: Forscher der Universität Bayreuth entdecken einzigartige Polymerfasern

13.12.2019 | Materialwissenschaften

Neu entdeckter Schalter steuert Zellteilung bei Bakterien

13.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics