Epilepsie und plötzlichen Tod im Zusammenhang mit schlechten gene: Die gleiche gen-mutation bewirkt, dass sowohl die schwere der Epilepsie und die Atmung Unregelmäßigkeiten

In plötzlicher Tod bei Epilepsie, die Menschen aufhören zu atmen, ohne ersichtlichen Grund sterben. Nun, eine Gruppe von UConn Neurowissenschaftler haben einen Vorsprung, warum berichten Sie in der Fachzeitschrift eLife.

„Menschen mit Epilepsie haben eine hohe Mortalität, aber es ist geheimnisvoll“, sagt Dan Mulkey, ein Neurowissenschaftler in UConn Physiologie und Neurobiologie-Abteilung.

Mehr als einer von 1000 Menschen mit Epilepsie sterben jedes Jahr an den sogenannten “ plötzlichen unerwarteten Tod in der Epilepsie (SUDEP). Niemand weiß, warum.

Die Erklärung in der Regel gegeben ist, dass der patient hatte einen Anfall, der Sie tötete. Aber Anfälle passieren in der Rinde, die Spitze des Gehirns, und lebenserhaltende Abläufe wie die Atmung gesteuert werden ganz woanders: der Hirnstamm, der Unterste Teil des Gehirns, die Verbindung zum Rückenmark. Die beiden Teile des Gehirns sind ziemlich weit voneinander entfernt.

„Es ist so, wenn die Beschlagnahme in New York, der Hirnstamm ist in San Francisco,“ Mulkey sagt.

Viele Neurologen argumentieren, dass ein besonders böser Anfall Reisen nach unten durch das Gehirn aus dem cortex zum Hirnstamm, um zu atmen oder Herzschlag Fehlfunktion, und das ist, was tötet in SUDEP. Aber Mulkey nicht kaufen. Menschen sterben von SUDEP, ohne einen offensichtlichen Anfall und Epilepsie-Patienten können Probleme mit der Atmung in der Abwesenheit von Anfällen.

Stattdessen Mulkey und seine Kollegen, Studenten Fu-Shan Kuo und Colin Klar, gefragt, ob es eine genetische Grundlage für die SUDEP. Vielleicht die gleiche genetische mutation, die bewirkt, dass die Anfälle auch stört, die Zellen im Hirnstamm, die Kontrolle der Atmung.

Kuo hob Mäusen mit der humanen mutation, die für eine schwere form der Epilepsie genannt Dravet-Syndrom. Dravet-Syndroms ist verursacht durch Mutationen in einem gen, das Formen der Kanäle, durch die Natrium bewegt sich in und aus den Zellen im Gehirn. Wenn die Natrium-Kanäle nicht richtig funktionieren, können die Zellen bekommen überreizt. Eine Zelle ist overexcitement kann die Reise durch das Gehirn, wie Hysterie durch einen überfüllten Stadion, um die in einer Beschlagnahme.

Das gen mutiert in Dravet Syndrom wird als Natrium-Kanal-gen 1a, oder Scn1a. Es ist als ein super-Ursache für Epilepsie mit mehr als 1.200 verschiedene Scn1a-Mutationen identifiziert. Die schwere der Epilepsie verursacht durch Scn1a hängt davon ab, ob die mutation bewirkt einen teilweisen oder vollständigen Verlust der Natrium-Kanal-Funktion. Das Dravet-mutation ist auf dem schweren Ende des Spektrums. Menschen mit Dravet-Syndrom neigen dazu, dramatische Anfälle, verschärft durch das heiße Wetter, und das Syndrom ist sehr schwer zu kontrollieren, die mit anti-epileptischen Medikamenten. SUDEP ist leider eine häufige Möglichkeit für die Menschen, die mit Dravet-Syndrom zu sterben.

Es ist eine etwas paradoxe Teil Dravet-Syndrom, auch: dieser Scn1a-mutation macht die Natrium-Kanäle, die weniger aktiv sind, mehr nicht. Anstatt Zellen überaktiv, es macht Sie Unterfunktion. Aber es gibt einen Haken. Diese mutation betrifft überwiegend hemmende Zellen — das heißt, Zellen, die verantwortlich für die Beruhigung der Gehirn nach unten. Sie sind das Stadion Türsteher, so zu sprechen. Und wenn die Türsteher sind schlafend auf dem job, der überreizt Neuronen können stampede tabulos.

Um zu verstehen, wie könnte dies dazu führen, SUDEP, Kuo testen wollte, zwei Dinge: Erstens, ob die Mäuse mit dem Dravet-Syndrom-mutation zeigen, Probleme mit der Atmung und sterben vorzeitig von SUDEP, und zweitens, ob die Zellen in dem Teil der Mäuse Hirnstamm steuert die Atmung waren normal oder waren irgendwie beunruhigt durch die mutation.

Die erste Frage war schnell beantwortet: die Mäuse, die mit Dravet-Syndrom hatte schlimme Anfälle, das wurde immer schwerer, wenn die Mäuse heiß, genau wie die Menschen, die mit Dravet-Syndrom. Sie neigten dazu, sehr jung sterben, in einer Art und Weise ähnlich zu SUDEP; keiner lebte viel letzten drei Wochen.

Die zweite Frage hat länger gedauert zu Antworten, aber es gab früh Hinweise, dass Kuo und Mulkey waren auf etwas. Die Mäuse, die mit Dravet-Syndrom hatte Atmungsstörungen. Sie neigten dazu, hypoventilate (atmen zu wenig) ohne ersichtlichen Grund manchmal. Zu anderen Zeiten hätten Sie lange Apnoen, oder Pausen zwischen den Atemzügen. Und diese Maus nicht mehr atmen in Reaktion auf die hohe Kohlendioxid-Werte in der Luft, die Art, wie Menschen und normalen Mäusen tun.

„Wir fühlten uns wirklich gut, dass unser Modell reflektiert den Zustand der Menschheit,“ Mulkey sagt.

Der nächste Schritt war, um wirklich zu sehen, die Mäuse brainstems und sehen, ob etwas falsch war.

Wenn Kuo gezoomt auf den Teil, der Hirnstamm steuert die Atmung, Sie sah, dass die hemmenden Zellen — Stadion Türsteher im Hirnstamm — waren deutlich weniger aktiv, als Sie hätte sein sollen. Dies führte die exzitatorischen Neuronen, die zu Lauf, und ständig sagen, der Teil des Gehirns, erzeugt der Atemrhythmus zu schieben schneller. Doch sollte dies nicht zu einem vermehrten atmen, nicht zu stoppen?

Es ist definitiv etwas falsch mit der Atmung Kreislauf im Hirnstamm in diesen Mäusen, aber Mulkey und Kuo nicht lokalisieren genau das problem. So sind Sie noch immer auf den Einzelfall an. Die nächsten Schritte werden sein, schauen Sie bei Mäusen, die nur Ausdrücken, das Scn1a-mutation im Hirnstamm oder nur in der Rinde, und sehen, ob Sie auch Probleme haben. Wenn Mäuse mit einer mutation im cortex, nicht aber der Hirnstamm nicht SUDEP, das würde argumentieren gegen die „Beschlagnahme absteigend vom cortex zum Hirnstamm‘ Hypothese. Die Forscher planen auch, auf der Suche nach anderen teilen des Schlauchsystem, um zu sehen, ob andere Teile gegangen drunter und drüber, zu. Irgendwann, hoffen Sie, um einen Schlüssel zu identifizieren-player, der kann beruhigt werden — oder angestachelt — um zu verhindern, dass das Schlauchsystem aus brechen, und schließlich speichern Sie das Leben von Menschen mit Epilepsie.