Elektrophysiologische Charakterisierung Epilepsie-assoziierter Defekte im GABRA3 Gen

Abstract

Neuartige Varianten im GABRA3 Gen mit unterschiedlichen klinischen Phänotypen wurden auf ihre elektrophysiologischen Eigenschaften hin charakterisiert, um die neurologischen Entwicklungsstörungen und Epilepsien dahingehend in vitro zu erklären. Mutagenese wurde in Plasmiden durchgeführt. Xenopus laevis Oozyten sowie Mausneurone wurden als Expressionssysteme gewählt. Ein automatisiertes zwei-Elektroden-Spannungs- Klemmen-System wurde verwendet, um die GABA-Ströme aus Oozyten zu messen. sIPSCs und mIPSCs wurden von Neuronen abgeleitet. In diesen Zellen wurden ebenfalls immunhistochemische Färbungen durchgeführt. Die Varianten D115E und Y243C zeigten in den Oozytenversuchen reduzierte Ströme auf GABA-Stimulation hin. Die S393I Variante zeigte keinen Unterschied in Oozyten im Vergleich zum Wildtyp. Aufgezeichnete Ströme von Neuronen zeigten eine signifikant verlängerte Decay-Zeit in den Varianten D115E (sIPSCs und mIPSCs) und V309L (sIPSCs) sowie eine verringerte Frequenz in der Variante S393I (sIPSCs), was mit den Ergebnissen in den Oozyten einhergeht im Sinne eines Funktionsverlusts oder einer -beeinträchtigung des Alpha3-haltigen GABAA-Rezeptors. Die Varianten D115E und Y243C wurden aufgrund der verminderten Reaktion auf GABA sowie der verringerten Amplitude und Frequenz bei sIPSCs und teilweise bei mIPSCs als pathogene Funktionsverlustvariante interpretiert. S393I war höchstwahrscheinlich nicht pathogen. Die V309L-Variante zeigte eine ausgeprägte erhöhte GABA-Empfindlichkeit in Oozyten, was zur Etablierung von Gain-of-Function-Varianten als neuem Krankheitsmechanismus bei GABRA3 führte. Diese elektrophysiologische Charakterisierung unterstützt die Hypothese, dass die Varianten zur vorliegenden Klinik beitragen, was die Anpassung medikamentöser Behandlungsmaßnahmen zur Folge hat.