Regionale Transkriptomprofile im humanen Hippocampus von Patient*innen mit mesialer Temporallappenepilepsie nach epilepsiechirurgischem Eingriff

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften)

Einleitung: Die mesiale Temporallappenepilepsie mit Hippocampussklerose repräsentiert das häufigste Epilepsiesyndrom bei Erwachsenen mit pharmakoresistenter fokaler Epilepsie (Wieser 2004). Sie wird als polygene Erkrankung angesehen, deren komplexe Pathophysiologie mit Dysregulation neuronaler Netzwerke und zellulärer Signalkaskaden noch immer unzureichend verstanden ist. In den letzten Dekaden wurden insbesondere Tiermodelle entwickelt und nachfolgend genutzt, um fundamentale krankheitsspezifische Mechanismen zu erforschen, diese repräsentieren die humanen Bedingungen aber nur unvollständig (Löscher 2017). Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Translation in der Epileptologie und zugleich Reduktion von Tierversuchen bietet die Verwendung von humanem Gewebe ex vivo. Durch die in den letzten Jahren optimierten molekularbiologischen Methoden können dabei anfallsassoziierte Veränderungen der Genexpression untersucht und das gesamte Transkriptom analysiert werden. Im humanen Gewebe können so speziesspezifisch Einblicke in die molekularen Grundlagen der Pathophysiologie der Epilepsie, insbesondere der mesialen Temporallappenepilepsie, gewonnen werden (Guelfi et al. 2019).

Methoden/Ergebnisse: Wir haben eine interdisziplinäre Studie zur Durchführung von transkriptomweiten Untersuchungen der Genexpression in Hippocampusresektaten nach epilepsiechirurgischem Eingriff bei Patient*innen mit Hippocampussklerose und mesialer Temporallappenepilepsie initiiert. Unmittelbar postoperativ wird ein hippocampaler Gewebeblock, der den Gyrus dentatus und angrenzende Anteile des Subiculums umfasst, frisch eingefroren und anschließend für die Methode des sog. Spatial transcriptomics genutzt. In hippocampalen Schnitten wird dabei das gesamte Transkriptom in hoher räumlicher Auflösung analysiert. So können regionale Genexpressionsprofile, die auf 1000-2000 Genen basieren, erstellt und im Hirngewebe visualisiert werden. Die Daten dieser Transkriptomanalyse werden mit der neuropathologischen Diagnostik korreliert und im Kontext der klinischen Angaben zur Epilepsie bewertet. Nach erfolgreicher Etablierung der Methode haben wir nun begonnen, Hippocampi von 5 Patient*innen ausführlich molekularbiologisch zu charakterisieren.

Schlussfolgerungen: Perspektivisch eröffnen sich durch diese grundlagenwissenschaftliche Studie Möglichkeiten, neue Biomarker und therapeutische Optionen sowie auch genetische Risikofaktoren zu identifizieren, die die Epilepsie und deren Pharmakoresistenz begünstigen.

Referenzen:

Wieser, H. G., ILAE Commission on Neurosurgery of Epilepsy. (2004) ILAE Commission Report. Mesial temporal lobe epilepsy with hippocampal sclerosis. Epilepsia 45, 695–714. Löscher, W. (2017) Animal models of seizures and epilepsy: Past, present, and future role of the discovery of antiseizure drugs. Neurochem Res 42, 1873-1888. Guelfi, S., Botia, J. A., Thom, M., Ramasamy, A., Perona, M., Stanyer, L. et al. (2019) Transcriptomic and genetic analyses reveal potential causal drivers for intractable partial epilepsy. Brain 142, 1616–1630.