Ein Reagenzglas-Modell für Epilepsie haben Mediziner der amerikanischen Vanderbilt-Universität entwickelt. Es soll die Suche nach Medikamenten gegen diese Krankheit erleichtern. Mit dem Modell konnten seine Entwickler bereits einer Theorie mehr Plausibilität verleihen, nach der Strukturfehler in den Kanälen der Außenhaut von Nervenzellen eine Ursache der Krankheit sind.
Der Hirnforscher Alfred George Jr., in dessen Labor das Modell entwickelt wurde, hat bereits vor vier Jahren ein Gen entdeckt, das für eine vererbbare Form der Epilepsie verantwortlich ist. Bei den Betroffenen bricht die Krankheit meist schon im Kindesalter aus und wird in den ersten Jahren zudem von Fieberschüben begleitet. Das Gen mit der Bezeichnung SCN1A entpuppte sich bei näherer Betrachtung als die Bauanleitung zellulärer Natriumkanäle.
Natriumkanäle in der Außenhaut der Nervenzellen spielen eine zentrale Rolle bei der elektrischen Erregbarkeit einer Nervenzelle. Normalerweise besitzt das Innere der Zelle eine negative Ladung. Soll die Zelle jedoch eine Information weiterleiten, öffnen sich die Natriumkanäle, um positiv geladene Natriumionen in das Innere zu lassen. An der entsprechenden Stelle erhält die Innenseite der Zelle dadurch eine positive Ladung, die benachbarte Kanäle dazu anregt, sich ebenfalls zu öffnen. Auf die Weise kann sich eine elektrische Erregung wellenförmig über die gesamte Nervenzelle ausdehnen. Die Kanäle öffnen sich jedoch nur für etwa eine Millisekunde und bleiben dann eine gewisse Zeit lang ruhig. Das erleichtert der Zelle die Erholung von getaner Arbeit und bewahrt das Nervensystem vor informeller Überlastung.
George Jr. und seinen Kollegen gelang es, die Epilespsie-Gene mit der Bauanleitung für Natriumkanäle in ansonsten normal erscheinende Nervenzellen einzubringen. Die im Reagenzglas kultivierten Zellen nutzten das Gen und bildeten mit seiner Hilfe Ionenkanäle aus.
Nach diesen Vorarbeiten entdeckten die Mediziner, dass bei den veränderten Kanälen offenbar der Mechanismus für die Ruhephase gestört war. Mithin neigten die Zellen dazu, ohne Unterbrechung über lange Zeiträume aktiv zu sein, berichten die Forscher im Magazin “Neuron”. George Jr. und seine Kollegen glauben, damit eine Ursache für die im EEG von Epileptikern beobachtbaren Ausbrüche elektrischer Aktivität entdeckt zu haben. Zwar nehmen Mediziner außer den genetischen Faktoren noch weitere mögliche Ursachen der Krankheit an – etwa eine Verletzung des Gehirns -, aber auf zellulärer Ebene könnten die verschiedenen Formen der Epilepsie durchaus vergleichbare Ursachen haben, erklärt George Jr. Im Reagenzglas können mit den veränderten Nervenzellen nach Auffassung der Forscher daher auch Medikamente gegen die Krankheit getestet werden. Bisherige Mittel reduzieren offenbar allgemein die Aktivität von Natriumkanälen im Gehirn und unterdrücken so die elektrische Überaktivität. Allerdings ist für eine ungestörte Informationsverarbeitung eine weitgehend normale Arbeit der Kanäle notwendig. Das ideale Medikament wären daher ein Wirkstoff, der den gestörten Mechanismus für die Ruhephasen der Ionenkanäle reparieren kann.
Andreas Wawrzinek
