Neue Erkenntnisse zu Epilepsie auf molekularer Ebene
Neueren wissenschaftlichen Studien zufolge beeinflussen microRNA (miRNA) Struktur wie auch Funktion von Gehirnzellen. Diese nicht-kodierenden RNA-Moleküle regulieren auf Netzwerkebene entscheidend die Genexpression. Epilepsie ist eine neurologische Erkrankung, die sich in wiederkehrenden Episoden äußert und mit Veränderungen spezifischer miRNA im Gehirn assoziiert ist, die nicht nur als diagnostische/prognostische Marker dienen, sondern auch wichtige Zielstrukturen für neue Epilepsietherapien darstellen könnten. Unter Ägide des EU-finanzierten Projekts "MicroRNAs in the pathogenesis, treatment and prevention of epilepsy" (EPIMIRNA) sollten miRNA identifiziert werden, die bei Epilepsie verändert sind, und deren Beitrag zur Pathogenese von Epilepsie geklärt werden. Hierfür werden miRNA-Konzentrationen in Hirngewebe und Körperflüssigkeiten verschiedener Tiermodelle und Epilepsiepatienten bestimmt. Bislang erstellte das Projekt eine Plattform zur Hochdurchsatzanalyse von miRNA in Körperflüssigkeiten, die sich durch hohe Sensitivität und gute Reproduzierbarkeit auszeichnet. Die erforderlichen Protokolle, Zelllinien und Reporter-Assays zur Validierung von Ergebnissen bei in Frage kommenden miRNA sind bereits fertiggestellt. Obwohl Analysen dieser Art erst am Anfang stehen, wurden bereits spezifische microRNA-Profile identifiziert, die als diagnostische Marker und/oder therapeutische Ziele dienen könnten. miRNA-134 etwa ist bei Epilepsiepatienten hochreguliert. So wurden bereits kleine chemisch modifizierte doppelsträngige RNA erzeugt und getestet, die endogene miRNA imitieren und dadurch die miRNA-Expression selektiv hochregulieren. Für das Projekt wurde ein intelligentes diagnostisches Kombinationssystem entwickelt, das derzeit klinisch getestet wird und gleichzeitig intrakortikale EEGs und Mikrodialyse-Probenanalysen (miRNA-Konzentration) ermöglicht. Nach Einholen der ethischen Genehmigungen werden nun Patienten rekrutiert und Proben genommen, um Varianten in miRNA-Sequenzen im Genom von Epilepsiepatienten zu finden. Parallel dazu entwickelten die Forscher das Computermodell einer Hippocampus-Pyramidenzelle in Kombination mit Verfahren zur Einzelzellbildgebung, was die Quantifizierung der neuronalen Exzitabilität bei miRNA-bedingten Veränderungen vereinfachen kann. Das Projekt wird dazu beitragen, an Epilepsie beteiligte miRNA zu identifizieren, und neue Erkenntnisse zu dieser schwerwiegenden neurologischen Erkrankung liefern, was die Entwicklung wirksamer diagnostischer und therapeutischer Strategien fördern wird. Erfolgreiche Ergebnisse werden die Prognosen für Millionen von Epileptikern verbessern und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen biomedizinischen Industrie stärken.
Schlüsselbegriffe
Epilepsie, microRNA, Genexpression, miRNA-134, Hippocampus-Pyramidenzelle
