Nervengewitter im Gehirn: Genmutation für häufige Epilepsie im Kindesalter entdeckt

Mehr als 50 Millionen Menschen weltweit haben eine Epilepsie. Ein Drittel davon sind Kinder. Die häufigsten Epilepsieformen bei Kindern treten ohne erkennbare Ursache auf und betreffen nur bestimmte Hirnregionen. Experten bezeichnen sie als idiopathische fokale Epilepsien (IFE). Charakteristisch für diese Erkrankungen ist ein Anfallsursprung in der sogenannten Rolandischen Region des Gehirns. Einem Verbund aus zwei Forschungsnetzwerken, EuroEPINOMICS und IonNeurONet, ist es Tübinger und Kieler Forschern gelungen, das erste Krankheitsgen für idiopathische fokale Epilepsien zu identifizieren. Es handelt sich dabei um das Gen GRIN2A. Veränderungen des Gens führen zu Stö­rungen der Funktion eines wichtigen Ionenkanals im Gehirn, der die elektrische Erregbarkeit von Nervenzellen beeinflusst. Dies kann ver­mehrte elektrische Entladungen im Gehirn und damit das Auftreten epileptischer Anfälle erklären. Die Studie erschien am 11.08.2013 im internationalen Fachjournal Nature Genetics.

Für die Studie haben die Forscher das Genmaterial von insgesamt 400 Patienten mit IFE untersucht. Bei 7,5 Prozent der Erkrankten fanden sie Veränderungen des Gens GRIN2A.

Nervengewitter im Gehirn
Die Gruppe der idiopathischen fokalen Epilepsien (IFE) umfasst verschiedene Krankheitsverläufe unterschiedlichen Schweregrades. Die Rolando Epilepsie ist eine der häufigsten Epilepsieformen des Kindesalters und betrifft etwa 15 Prozent aller Kinder mit Epilepsie. Sie verläuft meistens gutartig, die Anfälle sind gut therapierbar und verschwinden mit der Pubertät. Ein Beispiel für eine schwerer verlaufende Form der IFE ist das sogenannte Landau-Kleffner Syndrom. Bei den jungen Patienten führt die Erkrankung zu Anfällen und ausgeprägten Sprachstörungen. „Unsere Entdeckung gibt uns erstmals Hinweise auf den zugrundelie­genden Krankheitsmechanismus dieser häufigen Epilepsieformen des Kindesalters“, berichtet Professor Dr. Holger Lerche, Vorstand am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung (HIH) und Ärztlicher Direktor der Abteilung Neurologie mit Schwerpunkt Epileptologie des Universitätsklinikums Tübingen. Trotz dieses Erfolgs liegt noch viel Arbeit vor den Hirnforschern. Denn der genaue Mechanismus, der von der Genveränderung zur Epilepsie-Erkrankung führt, ist noch unverstanden.

Auch bei vielen anderen Epilepsieformen stehen die Forscher erst am Anfang der Entschlüsselung genetischer Ursachen. „Fortschritte wie die aktuelle Beschreibung des Zusammenhangs zwischen bestimmten genetischen Veränderungen und Epilepsie erzielen wir nur durch die enge Zusammenarbeit von Forschern und allen am Behandlungsprozess beteiligten Ärzten“, sagt der Initiator der Forschungsnetzwerke, Professor Dr. Holger Lerche.

Ionenkanalforschung als Schlüssel zum Therapie-Erfolg
Funktionsstörungen von Ionenkanälen spielen eine zentrale Rolle bei der Entstehung von Epilepsien. Die meisten zur Behandlung von Epilepsie angewendeten Medikamente wirken bereits jetzt über solche Ionenkanäle und bremsen dadurch überaktive Nervenzellen. Die entdeckten Veränderungen des Gens GRIN2A stören die Funktion des sogenannten NMDA-Rezeptors, eines wichtigen Ionenkanals im Gehirn. Der Schweregrad der Epilepsie scheint abhängig von dem vermuteten Effekt der Veränderung. Der Ionenfluss eines solchen Kanals beeinflusst und bestimmt die elektrische Erregbarkeit von Nervenzellen. „Welche Vor­gänge genau die Mutationen des Gens GRIN2A im NMDA-Rezeptor auslöst, wissen wir noch nicht. Wir kennen nur ihr Ergebnis, die epileptischen Anfälle. Das Verständnis dieser Vorgänge ist aber Voraussetzung für die Entwicklung neuer, besser wirksamer und verträglicherer antikonvulsiver Medikamente“, erklärt Dr. Johannes Lemke, Oberarzt der Abteilung Humangenetik am Inselspital Bern, der in enger Kooperation mit der CeGaT GmbH in Tübingen maßgeblich an dieser Studie beteiligt war.

DNA-Sequenzierung: Dem Defekt auf der Spur
Bei rund 80 bis 90 Prozent der klinisch diagnostizierten, komplexen Er­krankungen haben Forscher die ursächlichen genetischen Veränderungen bislang nicht gefunden. Auch für häufig auftretende Epilepsieformen sind bisher nur wenige Veränderungen bekannt. „Die Aufdeckung eines Gendefektes ist jedoch Voraussetzung für das Verständnis der Krankheitsentstehung und die Entwicklung von neuartigen Therapie-Konzepten“ betont Lerche. Zum Einsatz kam in der Studie unter anderem eine neue Methode, die es erlaubt zahlreiche Gene, die für eine Erkrankung relevant sind, parallel zu untersuchen. „Dadurch gelingt es uns in vielen Fällen rasch die Ursache der Erkrankung zu iden­tifizieren“, sagt Dr. Dr. Saskia Biskup, eine der Koordinatorinnen dieser Studie und Forschungsgruppenleiterin am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung, Universitätsklinikum Tübingen, die mit ihrem auf Genanalysen spezialisierten externen Labor „CeGaT“ die genetischen Untersuchungen durchführte.

Originaltitel der Publikation:
Mutations in GRIN2A cause idiopathic focal epilepsy with rolandic spikes
Nature Genetics, published online 11 August 2013; doi:10.1038/ng.2728;
http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/pdf/ng.2728.pdf

 

 

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