Gefürchteter Gleichtakt im Gehirn

Bei einem epileptischen Anfall feuern die Nervenzellen im Gehirn quasi im Gleichschritt und lösen damit die spontan auftretenden Krämpfe aus. Schon länger ist bekannt, dass an der Signalweiterleitung in den Nervenzellen des Gehirns Calciumkanäle beteiligt sind. Diese porenartigen Strukturen sind so etwas wie Torwächter, die den Zutritt von Calciumionen in die Nervenzelle regulieren. Damit wird auch die elektrische Erregung der Gehirnzellen gesteuert – wenn sie sich im Takt synchronisiert, steigt die Gefahr für einen epileptischen Anfall. Die Bonner Forscher haben nun entdeckt, dass der Transkriptionsfaktor „Egr1“ (transcription factor early growth response 1) wie ein Schalter die Calciumkanäle in den Nervenzellen hochreguliert und damit die Signalübertragung in den Gehirnzellen aktiviert. Umgekehrt wirkt der Transkriptionsfaktor „REST“ (repressor element 1-silencing transcription factor) dämpfend auf die Calciumkanäle und damit auf die Erregung der Nervenzellen.

Transkriptionsfaktoren bewirken das Auslesen eines speziellen Bereichs des Erbguts in der DNA und die Weitergabe der darin enthaltenen Befehle an die Zellen, die dann auf diese Botschaften reagieren. Mit den Transkriptionsfaktoren Egr1 und REST wurde nun ein Schalter für die Calciumkanäle identifiziert, der die elektrische Erregung in den Nervenzellen fördern und auch hemmen kann. Die Calciumkanäle reagieren bereits auf kleine Änderungen der elektrischen Signale und modifzieren dadurch die Erregungsmuster im Gehirn – bei einer Epilepsie bis hin zum Gleichschritt. Der Transkriptionsfaktor Egr1 ist in der Lage, die Calciumkanäle bis hin zu einem chronischen epileptischen Anfall hochzuregulieren.

Literatur: van Loo, K., et. al.: J. Biol. Chem. 2012; 287:15489-15501; Online: doi:10.1074/jbc.M111.310763.