y8 containing AMPA receptors in seizure like activity

Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften)

Einleitung: Die Prävalenz der Epilepsie liegt bei etwa 0,5-1%, davon sind etwa 30% der PatientInnen von Pharmakoresistenz betroffen (1). Somit ergibt sich ein Bedarf, neue und effektive Antiepileptika zu entwickeln. Um Nebenwirkungen möglichst gering zu halten, sollten diese in ihrer Wirkweise möglichst spezifisch sein. Ein mögliches therapeutisches Ziel sind AMPA-Rezeptoren (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor), die typischerweise schnelle exzitatorische Neurotransmission vermitteln und zur Anfallsgenese beitragen (2). Mit Perampanel gibt es bisher einen zugelassenen AMPA-Rezeptor-Antagonisten. Neuere Veröffentlichungen allerdings zeigen, dass AMPA-Rezeptoren auch einen langsamen Strom mit reduzierter Desensitisierung exprimieren können, der ebenfalls eine erhöhte Anfälligkeit für epileptische Anfälle zur Folge haben kann (3, 4). Mutmaßlich ist an den langsamen AMPA-Strömen das Hilfsprotein TARP γ-8 beteiligt, da Häufigkeit und Amplitude der langsamen Ströme nach TARP γ-8 Überexpression steigt.

Ziele: Ziel des Projektes ist die elektrophysiologische Untersuchung der Effekte von LY3130481, das spezifisch AMPA-Rezeptoren in Komplex mit dem o.g. Hilfsprotein TARP γ-8 blockiert (5). Verglichen wird dieses mit Perampanel, einem klinisch verwendeten AMPA-Rezeptor-Antagonisten, und NBQX, einem kompetitiven AMAP-Rezeptor-Antagonisten, der laut Literatur zwar klassische, aber nicht langsame AMPA-Ströme inhibiert (3).

Material & Methoden: In Hippocampus-Schnitten aus Wildtypmäusen wurden zunächst mittels 4-Aminopyridin (4-AP) anfallsartige Ereignisse (seizure like events; SLEs) induziert und extrazelluläre Feldpotentiale und intrinsische optische Signale (intrinsic optical signal; IOS) abgeleitet. Die Ableitungen erfolgten im entorhinalen Kortex und im Gyrus dentatus, nach Induktion der anfallsartigen Ereignisse wurden jeweils LY3130481, Perampanel oder NBQX appliziert. Für LY3130481 erfolgten zusätzliche Messungen im Hippocampus in den Regionen CA1 und CA3.

Ergebnisse und Zusammenfassung: NBQX (10µM) inhibierte anfallsartige Ereignisse vollständig, auch nach dem Auswaschen. Perampanel (3µM) inhibiert die Anfallsereignisse ebenfalls, wobei diese nach dem Auswaschen wieder auftraten. LY3130481 (10µM) inhibierte anfallsartige Ereignisse im Kortex nicht, aber reduzierte dessen Dauer. Unsere Ergebnisse bestätigen die essentielle Rolle von klassischen AMPA Rezeptoren bei der Entstehung von anfallsartigen Ereignissen. Hingegen scheinen AMPA Rezeptoren in Komplex mit TARP γ-8 bei anfallsartigen Ereignissen zwar beteiligt zu sein, sind aber für dessen Entstehung nicht zwingend notwendig. Zur genaueren Verständnis der Rolle von AMPA Rezeptoren in Komplex mit TARP γ-8 sind nun weitere, insbesondere Einzelzellexperimente in Nager- und humanen Hirnschnitten geplant.

Quellen:

Kalilani, L., et al. (2018). "The epidemiology of drug-resistant epilepsy: A systematic review and meta-analysis." Epilepsia 59(12): 2179-2193. Kamalova, A. and T. Nakagawa (2021). "AMPA receptor structure and auxiliary subunits." J Physiol 599(2): 453-469. Pampaloni, N. P. and A. J. R. Plested (2022). "Slow excitatory synaptic currents generated by AMPA receptors." J Physiol 600(2): 217-232. Pampaloni, N. P., et al. (2021). "Slow AMPA receptors in hippocampal principal cells." Cell Rep 36(5): 109496. Kato, A. S., et al. (2016). "Forebrain-selective AMPA-receptor antagonism guided by TARP γ-8 as an antiepileptic mechanism." Nat Med 22(12): 1496-1501.