Bipolare Störung und Epilepsie hängen mit dem Ausschalten eines hemmenden Schalters in den Schaltkreisen des Gehirns zusammen

In jedem ANK3-Gen befinden sich DNA-Stücke, die Informationen enthalten, die für mehrere verschiedene Proteine kodieren. Das Forschungsteam fand heraus, dass sowohl bei Mäusen als auch bei Menschen verschiedene ANK3-kodierte Proteine auf Gehirnzellen exprimiert werden, die für die Erhöhung der Leistung (Erregung) und die Zurückhaltung der Leistung (Hemmung) verantwortlich sind. In Zusammenarbeit mit Cooper entdeckte der Genetikstudent Angel Lopez von Baylor, dass ein ANK3-Typ, der bei Patienten mit bipolarer Störung in geringerer Menge vorkommt, selektiv von hemmenden Neuronen verloren geht, wodurch deren Leistung sinkt. Die Aktivität der benachbarten erregenden Zellen blieb davon unberührt. Das Gleichgewicht, das die Wissenschaftler als „Erregung/Hemmung“ bezeichnen, wurde also in Richtung einer übermäßigen Erregung verschoben.

Als Lopez und Kollegen Mäuse so manipulierten, dass sie diese hemmende Form von ANK3 verloren, stellten sie fest, dass das Ungleichgewicht sowohl häufige epileptische Anfälle als auch ein erhöhtes Risiko eines plötzlichen Todes über die gesamte Lebensspanne verursachte.

„Dies hat uns gezeigt, dass ein Ungleichgewicht in der ANK3-Funktion nicht nur zu einer übermäßigen Empfindlichkeit des Schaltkreises und einer übermäßigen Leistung führen kann, die zu einer bipolaren Störung, sondern auch zu schwerer Epilepsie führen kann“, sagte Cooper.

Obwohl Diagnose und Behandlung von bipolaren Störungen und Epilepsie oft als eindeutig psychiatrische bzw. neurologische Probleme angesehen werden, zeigt die Studie ein Beispiel für gemeinsame genetische und biologische Grundlagen an der Grenze zwischen den medizinischen Disziplinen. Die Ergebnisse öffnen die Tür für weitere Labor- und klinische Forschung und könnten zu neuen Behandlungsmöglichkeiten für beide Erkrankungen führen, indem sie auf ANK3 und seine molekularen Partner im Gehirn abzielen.

„Unsere Arbeit liefert auch ein Beispiel dafür, wie die Durchführung und Teilnahme an unvoreingenommenen humangenetischen Studien, wie die, die ANK3 in die bipolare Störung einbezieht, unvorhergesehene Verbindungen zwischen Krankheitskategorien und den Nutzen von Forschung, die disziplinäre Grenzen überschreitet, beleuchten kann“, sagte Cooper.

Zu den anderen Forschern, die an der Studie mitgewirkt haben, gehören Dr. Mingxuan Xu, Atul Maheshwari, David Curry, Sandi Lam, Jeffrey L. Noebels und Adekunle M. Adesina, alle vom Baylor College of Medicine, sowie Dr. Xinjun Wang und Qian-Quan Sun von der University of Wyoming in Laramie, WY. Dr. Adesina, Curry und Lam sind auch Dozenten am Texas Children’s Hospital.

Diese Studie wurde von den National Institutes of Health P30 CA125123,

K08 NS096029 (AM), NIH U01 NS090340 (JLN), NIH R01 NS094550 (QQS) und NIH R01NS049119 (ECC) unterstützt.