Elektrische Erregbarkeit von Nervenzellen

Die Amyotrophe Lateral Sklerose (ALS) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die vor allem das motorische System betrifft. Wie bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen ist der Verlust von elektrischen Kontakten zwischen Nervenzellen oder zwischen Nervenzellen und Muskelzellen ein frühes Ereignis im Krankheitsverlauf, noch bevor die Nervenzellen tatsächlich absterben. 
Bis vor kurzem waren transgene Tiermodelle das Hauptmodellsystem, um die Mechanismen der Neurodegeneration zu untersuchen. Die Technologie der induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS-Zellen) ermöglicht es uns, Stammzellen beispielsweise aus Bindegewebszellen aus der Haut von ALS-Patienten zu erzeugen. Bindegewebszellen können durch Einfügen bestimmter Faktoren in Stammzellen umprogrammiert werden. Diese Stammzellen (IPS-Zellen) können wiederum in verschiedene Zelltypen umgewandelt werden, darunter Nervenzellen oder sogar motorische Nervenzellen, der Zelltyp, der bei ALS stirbt. Auf diese Weise können menschliche Motoneuronen von ALS-Patienten und Kontrollpersonen untersucht werden. Diese Technologie hat ein großes Potenzial, neue Krankheitserkenntnisse zu gewinnen. 
Eines der Hauptmerkmale von Nervenzellen ist ihre elektrische Erregbarkeit. Diese wird verwendet, um Signale zwischen verschiedenen Nervenzellen auszutauschen. Patch-Clamp-Messungen sind elektrophysiologische Messungen, die zur Charakterisierung von Motoneuronen von Patienten mit ALS und Kontrollpersonen verwendet werden. Bei diesen Messungen können die elektrischen Signale in Nervenzellen direkt gemessen werden. Auf diese Weise hoffen wir, frühzeitig Unterschiede in der elektrischen Erregbarkeit und elektrischen Kontakten zwischen Nervenzellen zu erkennen, die nur in Motoneuronen von ALS-Patienten auftreten.

Abbildung. 
Beispiel für die Kultur menschlicher Nervenzellen, die aus Stammzellen gebildet werden. Die Nervenzellen werden durch den neuronalen Marker Tuj1 grün gefärbt, die Stützzellen (Astrozyten) werden durch den Marker GFAP rot gefärbt.

Diese Forschung wird von „A cure for ALS“ gesponsert.

Philip Van Damme Vesalius Forschungszentrum, VIB ‐ KULeuven

Übersetzung: Marijke Praet