Defekte Zellmembran-Kanäle stören die Hirnentwicklung

Fehlerhafte HCN-Kanäle in der Zellmembran behindern die Zellteilung und Reifung des Nervensystems während der Embryonalentwicklung – was zu verringertem Hirnvolumen und neurologischen Störungen führen kann. Darüber berichten Forschende aus Köln in der Fachzeitschrift PNAS [1].

HCN- (Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation) Kanäle bestehen aus speziellen Proteinen, die eine molekulare Pforte in der Zellmembran formen. Die Pforte reguliert den Einstrom von Natrium-Ionen in die Zelle und damit das Membranpotenzial, das sich über die Zellmembran aufbaut und bei normaler Zellteilung in bestimmter Weise verändert. Sind die HCN-Kanäle blockiert, kann der Ladungstransport durch die Zellmembran nicht stattfinden und der Zellzyklus wird gestört.

„Neurale Stammzellen können sich dann nicht normal teilen und vermehren und sich nicht in dem Ausmaß zu Nervenzellen fortentwickeln, wie es der Fall sein sollte. Bei Mäusen führte dies zu Mikrozephalie“, so Dirk Isbrandt, Forschungsgruppenleiter am Deutschen Zentrums für Neurodegenerative Erkrankungen e.V. (DZNE) und Professor für Experimentelle Neurophysiologie an der Uni Köln.

An Mäusen mit gentechnisch verändertem Erbgut und Untersuchungen an Zellkulturen hat das Team aus dem DZNE, der Uniklinik Köln und des Zentrums Molekulare Medizin der Uni Köln diese Effekte nachvollzogen. Bei den Tieren waren die Proteine, die im Normalfall einen HCN-Kanal bilden, infolge eines modifizierten Gens so verändert, dass der Durchgang dauerhaft geschlossen war. HCN-Kanäle kommen auch im menschlichen Gehirn vor. Dort ist ihre Funktion gut erforscht, doch über ihre Rolle während der Embryonalphase weiß man wenig. Man kennt aber Epilepsie-Patienten mit Genmutationen, die bewirken, dass die HCN-Kanäle nicht richtig funktionieren. Manche dieser Menschen haben eine Mikrozephalie. „Unsere Studie legt die Vermutung nahe, dass die Ursachen dafür in einer gestörten Zellteilung während der Embryonalentwicklung liegen“ und sie auf einen bislang unbekannten Mechanismus für Fehlbildungen des Gehirns gestoßen sind, sagt Isbrandt. 

Originalarbeit:

[1] Schlusche AK, et al.: Developmental HCN channelopathy results in decreased neural progenitor proliferation and microcephaly in mice. PNAS – Proceedings of the National Academy of Science of the USA August 31, 2021, 118 (35). doi.org/10.1073/pnas.2009393118.

Quelle: PI DZNE, September 2021

(boebue)
Zurück zur Startseite
Weitere Newsmeldungen
Zum Archiv

Quellen-URL (abgerufen am 01.12.2021 - 02:26): http://www.neuromedizin.de/Neuropaediatrie/Defekte-Zellmembran-Kanaele-stoeren-die-Hirnentwicklung.htm
Copyright © 2014 | http://www.neuromedizin.de ist ein Dienst der MedienCompany GmbH. | Medizin-Medienverlag | Amselweg 2, 83229 Aschau i. Chiemgau | Geschäftsführer: Beate Döring | Amtsgericht Traunstein | HRB 19711 | USt-IdNr.: DE 223237239