Epilepsie auf molekularer Ebene

Zusammenhang zwischen fehlgebildeter Hirnrinde und Erkrankung

Warum birgt eine strukturelle Unregelmäßigkeit im Schläfenlappen des Menschen ein erhöhtes Potenzial für epileptische Anfälle? Diese Frage beschäftigt Fachkreise schon seit Langem.

Der Ausschnitt aus der Großhirnrinde zeigt die Myelinfasern, die die Nervenzellen elektrisch abschirmen (grün/lila). (Cerebral Cortex / Oxford University Press)

Eine Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Universitätsklinikums Freiburg, die dem Exzellenzcluster BrainLinks-BrainTools der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg angehören, hat in der Fachzeitschrift „Cerebral Cortex“ eine Studie vorgelegt, die einen Vergleich von fast 30000 Genen umfasst. Das Team beschreibt pathologische Prozesse im Gewebe bei einer Entwicklungsstörung der Großhirnrinde. Die Studie ist die bislang größte dieser Art. Für das Team gilt sie als beispielhaft für die Zusammenarbeit zwischen Grundlagenforscherinnen und -forschern sowie Klinikerinnen und Klinikern.

Bei etwa 25 % der auf bestimmte Bereiche begrenzten Epilepsien finden sich als „fokale kortikale Dysplasien“ bezeichnete krankhafte Veränderungen der Hirnrinde. Patientinnen und Patienten mit diesen Dysplasien weisen oft eine Resistenz gegen Antiepileptika auf. Der bislang wirkungsvollste therapeutische Ansatz ist, die betroffenen Areale zu entfernen, denn nach einer Operation kommen in der Regel keine epileptischen Anfälle mehr vor.

Bisher konnten Forscher jedoch nur vermuten, welche molekularen Zusammenhänge zwischen der abweichenden Hirnrindenstruktur und dem Auftreten von Epilepsie bestehen. Um zu einem detaillierten Verständnis zu gelangen, hat das Team um die Freiburger Neurobiologin Prof. Dr. Carola Haas verglichen, welche Gene bei fehlgebildetem Hirnrindengewebe und epileptischem, nicht fehlgebildeten Hirnrindengewebe exprimiert sind.

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Dazu nutzten die Forscher so genannte Microarrays, einer Chiptechnologie, die ursprünglich aus der Halbleiterindustrie stammt. Auf diese Weise haben Haas und ihre Kolleginnen und Kollegen gezeigt, dass vor allem Faktoren, die für die Bildung von Myelin verantwortlich sind, im kranken Gewebe weniger stark ausgeprägt sind. Bei Myelin handelt es sich um eine die Nervenzellen elektrisch abschirmende Schicht. Zusätzliche Analysen zeigten, dass die Struktur dieser Schicht aufgebrochen und durcheinander gebracht erscheint. Dadurch könnte die Leitung der Reize in der betroffenen Hirnregion nicht unerheblich eingeschränkt sein.

„Möglicherweise lässt sich die Neigung zu Epilepsie bei der untersuchten Fehlbildung auf eine dadurch entstandene elektrische Überreizbarkeit jener Nervenfaserumhüllung zurückführen“, sagt Haas. In weiteren Studien will die in der Klinik für Neurochirurgie ansässige Gruppe nun erforschen, was im fehlgebildeten Gewebe bei der Entwicklung von Myelin genau passiert.

Originalveröffentlichung:
C. Donkels, D. Pfeifer, P. Janz, S. Huber, J. Nakagawa, M. Prinz, A. Schulze-Bonhage, A. Weyerbrock, J. Zentner, C. Haas (2016): Whole Transciptome Screening Reveals Myelination Deficits in Dysplastic Human Temporal Neocortex..In: Cerebral Cortex., pp. 1-15.

Kontakt:
Prof. Dr. Carola Haas
Sektion Grundlagen epileptischer Erkrankungen
Klinik für Neurochirurgie des Universitätsklinikums Freiburg
E-Mail: carola.haas@uniklinik-freiburg.de

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