Wissenschaftler der University of Michigan finden genetische Mutationen im Zusammenhang mit Epilepsie

Wissenschaftler der University of Michigan finden genetische Mutationen im Zusammenhang mit Epilepsie
Wissenschaftler der University of Michigan finden genetische Mutationen im Zusammenhang mit Epilepsie
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ANN ARBOR - - Wissenschaftler der University of Michigan haben Mutationen in einem Natriumkanal-Gen gefunden, das die elektrische Aktivität in Nervenzellen reguliert, was die Ursache für eine oder mehrere Arten von erblicher Epilepsie sein kann.

In einem in der Aprilausgabe 2000 von Nature Genetics veröffentlichten Artikel beschreiben U-M-Forscher ihre Entdeckung von zwei verschiedenen Mutationen in einem Gen namens SCN1A, das in DNA-Proben von zwei Familien mit einer erblichen Form von Epilepsie gefunden wurde.

Wenn Mutationen in diesem Gen bei Menschen mit anderen häufigen erblichen Arten von Epilepsie vorhanden sind, könnten Gentests gefährdete Säuglinge bei der Geburt identifizieren, wenn eine frühzeitige Behandlung dazu beitragen könnte, Anfälle und potenzielle neurologische Schäden zu verhindern, so Andrew Escayg, Ph. D., ein Postdoktorand an der U-M Medical School.

Epilepsie ist eine heterogene Krankheit, was bedeutet, dass mehrere Gene beteiligt sind und auch Umweltfaktoren wichtig sind. Etwa 1 Prozent der Weltbevölkerung leidet an einer der vielen Arten von Epilepsie.

Escayg untersuchte zunächst Mutationen in einem verwandten Gen in einem Stamm von Labormäusen mit Anfallsleiden. Unter Verwendung aktueller Daten von GenBank – einer Internet-Datenbank, in der Wissenschaftler des öffentlich finanzierten Humangenomprojekts ihre Gensequenzierung posten, sagt Escayg. „SCN1A ist das fünfte bisher gefundene Epilepsie-Gen. Die anderen vier sind mit seltenen Formen der Krankheit assoziiert.“

"Wir glauben, dass dies nur die Spitze des Eisbergs ist", sagt Miriam H.Meisler, Ph.D., UM-Professor für Humangenetik. „Zehn bis 15 Prozent der Erwachsenen mit Epilepsie hatten als Kind wiederkehrende Anfälle mit Fieber, daher können Mutationen in SCN1A mit vielen Arten von Epilepsie in Verbindung gebracht werden. Es ist ein guter Kandidat, um auch auf andere neurologische Störungen zu testen.“

SCN1A ist im zentralen und peripheren Nervensystem weit verbreitet und laut Meisler der genetische Code für einen Natriumkanal, der in Neuronen vorkommt. Natriumkanäle sind winzige Poren, die sich öffnen, damit positiv geladene Natriumionen in die Nervenzelle eindringen können, und sich dann schließen, um das elektrische Signal zu unterbrechen. Wenn der Kanal nicht richtig funktioniert, ist das Neuron einer anormalen elektrischen Stimulation ausgesetzt.

"Natriumkanal-Gene bestimmen die Erregbarkeit von Nervenzellen", erklärt Meisler. „Epileptische Anfälle werden durch übererregte Neuronen ausgelöst. Da sich die SCN1A-Mutationen in den positiv geladenen Teilen des Moleküls befinden, deutet dies darauf hin, dass sie die Fähigkeit dieser Poren beeinflussen, sich normal zu öffnen oder zu schließen."

Natriumkanäle sind so lebensnotwendig, dass der Mensch 10 verschiedene Gene besitzt, die sich der Regulierung dieses Prozesses widmen – einige kontrollieren die Übertragung elektrischer Signale in Muskelzellen, einige in Herzzellen und einige in Neuronen. Diese Gene scheinen besonders bedeutsam zu sein, da sie über lange Perioden der evolutionären Entwicklung hinweg erh alten geblieben sind. Von der Fruchtfliege bis zum Menschen ist die Organisation ihrer DNA-Bausteine ​​identisch.

In der zukünftigen Forschung hoffen Meisler, Escayg und Kollegen, die funktionellen Auswirkungen von Veränderungen in SCN1A zu identifizieren, indem sie Stämme von Labormäusen mit jeder einzelnen Mutation entwickeln. Sie hoffen, dasselbe für SCN8A zu tun – ein weiteres Natriumkanal-Gen, das in Meislers Labor untersucht wurde. Mäuse mit Mutationen auf dem SCN8A-Gen haben mehrere neurologische Störungen – einschließlich mangelnder Muskelkoordination, Spasmen und fortschreitender Lähmung.

Die Forschung wurde von den National Institutes of He alth, dem Schweizerischen Nationalfonds und der Association pour le Developpement de la Recherche sur le Maladies Genetiques Neurologiques et Psychiatriques finanziert.

Mitarbeiter der Studie sind Stephanie Baulac, Gilles Huberfeld, Isabelle An-Gourfinkel, Alexis Brice und Eric LeGuern vom Hopital de la Salpetriere in Paris; Bruno Moulard, Catherine Buresi und Alain Malafosse von den Hopitaux Universitaires de Geneve in Chene-Bourg, Schweiz; und Denys Chaigne von der Clinique Sainte-Odile in Straßburg, Frankreich.

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