Genetische Fehlfunktion von Astrozyten löst Migräne aus

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Neurowissenschaftler der Universität Zürich haben den Mechanismus
entschlüsselt, der für familiär bedingte Migräne verantwortlich ist: Durch
eine genetische Fehlfunktion können be-stimmte Hirnzellen, die für
Schmerzverarbeitung zuständig sind, überschüssige Reize nicht abbauen.
Stattdessen rufen sie starke Kopfschmerzen hervor.

Jeder siebte Mensch leidet an Migräne – eine soziale und wirtschaftliche
Belastung sowohl für die Betroffenen wie auch ihr Umfeld. Mehrere Hinweise
deuten darauf hin, dass die Krankheit durch eine Störung bei der
Verarbeitung und Integration von sensorischen Signalen beim Sehen, Hören
oder Riechen hervorgerufen wird. Diese Dysfunktion kann auch zwischen den
eigentlichen Migräne-Episoden auftreten: So reagieren Patienten auch in
den Phasen zwischen zwei Schüben viel intensi-ver auf sensorische Reize
als Menschen, die nicht von Migräne betroffen sind. Welche zellulären
Mechanismen dafür verantwortlich sind, ist noch weitgehend unbekannt.

Fehlfunktion von Astrozyten im cingulären Kortex

Neurowissenschaftler am Institut für Pharmakologie und Toxikologie der
Universität Zürich konnten in Zusammenarbeit mit der Universität Padua den
Mechanismus bei einer speziellen Form der Krank-heit identifizieren. Die
sogenannte familiäre hemiplegische Migräne Typ 2 (FHM2) wird durch eine
genetische Mutation verursacht und ist vererbbar. Das Team unter der
Leitung von Mirko Santello zeigt nun, dass eine Fehlfunktion von
Astrozyten im cingulären Kortex – eine Hirnregion, die am Schmerzempfinden
beteiligt ist – die Migräne fördert.

«Trotz ihrer Häufigkeit wurden die Astrozyten, welche die Prozesse des
zentralen Nervensystems stark beeinflussen, von der Neurowissenschaft
lange übersehen», sagt Mirko Santello, Letztautor der Studie. Die
sternförmigen Zellen sind extrem wichtig, um die von den Neuronen
freigesetzten Boten-stoffe abzubauen. Doch genau diese Funktion – die
Eliminierung überschüssiger Neurotransmitter wie Glutamat – können die
Astrozyten bei familiär bedingter Migräne nicht wahrnehmen. «Da die
Glutamataufnahme der Astrozyten beeinträchtigt ist, werden die
Nervenzellen im cingulären Kortex viel stärker erregbar als normal. Was
dazu führt, dass die Neuronen noch mehr Botenstoffe ausschüt-ten», sagt
Santello.

Weniger Migräne-Vorkommen durch genetische Manipulationen

Zudem beeinflusst diese Fehlfunktion im cingulären Kortex auch die
Häufigkeit von Migräne. Im Mausmodell zeigen die Forschenden, dass die
Tiere empfindlicher gegenüber den Auslösern von Kopfschmerzen sind. «Indem
wir die Astrozyten im cingulären Kortex genetisch veränderten, konnten wir
ihre Fehlfunktion umkehren. Dies verringerte bei Mäusen mit diesem
Gendefekt die starken Kopf-schmerzen», sagt Jennifer Romanos, Erstautorin
der Studie.

Migräne ist eine komplizierte Erkrankung, die einen grossen Teils des
Nervensystems betrifft. «Unse-re Ergebnisse zeigen klar auf, wie eine
genetisch bedingte Funktionsstörung der Astrozyten die Akti-vität der
Neuronen beeinflusst und sie empfindlicher macht gegenüber Reizen, die
Kopfschmerzen auslösen», erklärt Mirko Santello. Die Studie trage dazu
bei, die Pathophysiologie der Migräne besser zu verstehen, und lege nahe,
dass der cinguläre Kortex vermutlich ein kritischer Knotenpunkt der
Krankheit sei, so Santello. Die Erkenntnisse könnte dazu beitragen, neue
Behandlungsstrategien gegen familiäre Migräne zu entwickeln.

Literatur:
Jennifer Romanos, Dietmar Benke, Daniela Pietrobon, Hanns Ulrich Zeilhofer
and Mirko Santello. Astrocyte dysfunction increases cortical dendritic
excitability and promotes cranial pain in familial mi-graine. Science
Advances. 5 June 2020. DOI: 10.1126/sciadv.aaz1584