Teilprojekt 3
Pathologie, Gewebeforschung: Plastizität des pathologischen neuronalen Netzwerkes des humanen epileptischen Hippocampus
Epilepsiechirurgische Eingriffe sind erfolgreiche Therapieoptionen bei pharmakoresistenten Epilepsien und eine konsequente Umsetzung des precision-medicine Konzeptes. Sie ermöglichen, neben dem Hauptziel der Herstellung von Anfallsfreiheit und Sicherung der histologischen Diagnose, eine einzigartige Möglichkeit, humanes Gewebe auch zur Forschung zu verwenden. Dadurch, dass das humane Gewebe direkt nativ intraoperativ entnommen wird, hat es eine besondere Qualität für Versuchsbedingungen, die sonst nur im Tierversuch vorliegen. Das entnommene Gewebe wird hierbei entsprechend einer internationalen Empfehlung von neuropathologischer Seite aufgearbeitet (Blümcke et al. 2016, Epilepsia) um (I) eine exakte neuropathologische Diagnostik zu gewährleisten sowie (II) geeignetes Gewebe für Schnittkulturen, Zellkulturen (neuronale, gliale Zellen und Endothelzellen) und Protein/RNA/DNA-Extraktion zu identifizieren. Neben immunhistochemischen Untersuchungen sind Genexpressionsstudien, quantitative Untersuchungen des Chemokin-, MikroRNA-Gehaltes, Nachweise von somatischen Mutationen sowie Patch Clamp Experimente, möglich.
Die häufigste Form der pharmakoresistenten Epilepsie ist die Temporallappenepilepsie. Das pathoanatomische Korrelat ist eine Sklerose des Hippocampus, einer Hirnregion, die Sitz eines Teils des Gedächtnisses ist (Blümcke et al., 2002). Über die Veränderungen des Hippocampus ist bisher bekannt, dass es zu einem Nervenzelltod kommt, der im weiteren Verlauf eine gliale Narbenbildung nach sich zieht. Diese pathologischen Veränderungen betreffen jedoch nicht alle Hippocampusregionen gleichermaßen, so dass die - möglichst in toto - entnommenen Proben vom Neuropathologen makroskopisch und mikroskopisch beurteilt werden müssen. Ferner zeigen überlebende Neurone, beispielsweise Körnerzellen, trotz ihres adulten Zustandes eine Migrationsbewegung im Gehirn (Heinrich et al., 2006, Fahrner et al., 2007). Die Axone dieser Körnerzellen zeigen eine enorme Plastizität. Es kommt zu Sprossungsvorgängen dieser Axone. Unter anderem ziehen diese zu ihren Ursprungszellen zurück (Freiman et al., 2011, Volz et al., 2011). Es wird vermutet, dass diese Veränderungen ursächlich für die epileptischen Anfälle sind. Bisher ist nicht vollständig geklärt, welches die neuen Zielzellen der gesprossten Axone sein könnten.
Projektleiter: PD Dr. Patrick Harter, Leitender Oberarzt, Edinger Institut, Klinikum der Goethe-Universität, Heinrich-Hoffmann-Str. 7, 60528 Frankfurt
Weitere Projektbeteiligte: PD Dr. Thomas Freiman, Prof. Dr. Karl H. Plate, Melis Onay
Foto: Leon van Alphen