Pathophysiologie und Therapie in humanen neuronalen Modellen von KCNA2 Kanalopathien
Zunächst sollen entwicklungsbedingte und epileptische Enzephalopathien (DEE) untersucht werden, welche durch LOF- oder GOF-Mutationen im KCNA2 Gen verursacht werden, um die KV1.2-vermittelte Pathophysiologie in humanen neuronalen Modellen zu verstehen. Des Weiteren soll ein genaueres Verständnis der Auswirkungen von 4-AP auf die Physiologie von humanen Nervenzellen geschaffen werden. Ein drittes Ziel besteht darin, neue Wirkstoffkandidaten zu finden, welche die Auswirkungen dieser Mutationen aufheben. Um dies zu erreichen, werden wir:
- Von Patienten abgeleitete iPSC-Linien (welche entsprechende GOF- oder LOF-Mutationen tragen) und solche von Kontrollen in vorwiegend exzitatorischen oder inhibitorischen neuronalen Populationen differenzieren und untersuchen.
- Elektrophysiologische Studien mit Whole cell Patch-Clamp Messungen an den differenzierten Neuronen durchführen, um die unterschiedlichen Auswirkungen der Mutationen auf beide Arten von Neuronen zu charakterisieren und anschließend Wirkstoffkandidaten zu testen.
- GOF- und LOF-KCNA2-Mutationen in humane organotypische Gehirnschnitte durch virale Transduktions- bzw. Gen-Knock-down-Ansätze einbringen und die Physiologie von transduzierten Neuronen funktionell zu untersuchen sowie ihre Reaktion auf 4-AP und andere Wirkstoffkandidaten testen.
- Screening-Tests durchführen, um neue Kandidaten für die Modulation der KV1.2-Funktion zu finden.
Ein genaueres Verständnis der Pathomechanismen von DEE, ausgelöst durch Mutationen im KCNA2 Gen, und erster individueller Behandlungsstrategien entsprechen dem Gesamtziel des Konsortiums, genetische Erkenntnisse in personalisierte Behandlungen neurologischer Ionenkanal- und Transporter-Erkrankungen zu übersetzen.