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1  Einleitung

1.1 Definition der amyotrophen Lateralsklerose (ALS)

Die amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine neurologische Erkrankung, die durch eine fortschreitende Degeneration der ersten und zweiten Motoneurone gekennzeichnet ist. Klinisch äußert sie sich durch das Auftreten von Paresen in Folge von Muskelatrophie, durch Spastiken und Pyramidenbahnzeichen. Sie ist mit einem durchschnitllichen Erkrankungsalter von 55 Jahren eine Erkrankung des mittleren und höheren Lebensalters und endet nach ca. zwei bis fünf Jahren – meist bedingt durch terminale Ateminsuffizienz – letal1. Die Prävalenz liegt bei 4-8, die Inzidenz bei 1-3 pro 100.000 Menschen.

1.2 Geschichte der ALS

Bereits 1850 wurden durch Aran elf Patienten mit dem Bild einer spinalen Muskelatrophie beschrieben, wobei drei von ihnen gesteigerte Eigenreflexe aufwiesen, so daß es sich hierbei um die Erstbeschreibung der ALS handeln könnte. Charcot schließlich wies 1869 die Beteiligung der Pyramidenbahn nach und prägte die klinisch-pathologische Bezeichnung „amyotrophe Lateralsklerose“2. Daher wurde für dieses Krankheitsbild in der nachfolgenden Literatur häufig die Bezeichnung „Charcot-Krankheit“ verwendet.

1.3 ALS-Formen

Eine exakte Krankheitsbezeichnung und Definition war bei der ALS – insbesondere bei älteren Studien, die meist nur den Ausdruck motor neuron diseases gebrauchten1 – nicht immer gegeben, so daß sowohl unterschiedliche Formen der ALS untereinander, als auch die ALS zu anderen Krankheitsbildern abgegrenzt werden müssen.

Um eine einheitliche Einteilung der ALS zu ermöglichen, einigte man sich 1990 auf sog. El Escorial Kriterien, die 1998 noch modifiziert wurden. Hiernach ist die ALS eine primäre progressive Degeneration der 1. und 2. Motoneuronen und wird nach den klinischen Symptomen in verdächtige, mögliche, wahrscheinliche und sichere ALS eingeteilt111. Daneben werden die [Seite 13↓]Symptome noch nach deren Ursprung in 4 unterschiedliche Regionen des zentralen Nervensystems eingeteilt: bulbär, cervikal, thorakal und lumbosakral112.

1.3.1 Klassische und familiäre Form

Die klassische Form der ALS (sALS) tritt mit bisher unbekannter Ätiologie sporadisch auf und macht in Europa ungefähr 90-95% der ALS-Fälle aus. Nur 5-10% der Fälle betreffen die familiäre, autosomal dominant vererbte ALS1 (fALS), wobei sich beide Erkrankungen im klinischen Verlauf gleichen. Im Vordergrund stehen hier stets die progredienten Paresen, die nach anfangs meist noch fokalen Atrophien grundsätzlich alle quergestreiften Muskeln betreffen können mit Ausnahme der äußeren Augenmuskeln und der Sphinkteren von Blase und Mastdarm. Im Verlauf der Erkrankung breiten sich die Paresen mit remissionsloser Progredienz auf alle Muskelgruppen aus bis hin zur Tetraplegie.

Erste Symptome können eine Ungeschicklichkeit der Hände, Störungen der Feinmotorik oder eine Verschmächtigung der Handmuskulatur sein. Die Atrophien entwickeln sich vorwiegend distal an den Extremitäten und zwar zu 50% an den Armen und zu 50% einseitig. In je 25-30% beginnt die Erkrankung an den unteren Extremitäten oder mit bulbären Symptomen, vor allem der mittleren und kaudalen Hirnnervenkerne (V, VII, IX, X, XI, XII). Hierdurch kommt es zu einer Schwäche der Kau- und Schluckmuskulatur, zur Zungenatrophie und zu Faszikulationen. Weitere Merkmale einer zentralen Beteiligung sind pathologisches Weinen, Lachen und Gähnen, das auf eine Enthemmung von Hirnstammfunktionen und kortikaler bzw. limbischer Strukturen zurückgeführt wird. Sensible Funktionen bleiben ausgespart. Allgemeinsymptome im Frühstadium können Parästhesien, Missempfindungen, rasche Ermüdbarkeit, Muskelkrämpfe und Faszikulationen sein. Hierbei muß berücksichtigt werden, dass durch die kompensatorische kollaterale Regeneration Paresen erst nach einem Untergang von über 50% der Vorderhornzellen auftreten86.

Ein kleiner Teil der Patienten zeigt eine Mitbeteiligung des autonomen Nervensystems in Form von Blasenstörungen.

Sensibilitätsstörungen gelten als Ausschlusskriterium einer ALS, wobei zu berücksichtigen ist, dass zu Beginn der Erkrankung einige Patienten unter Dys- und Parästhesien leiden, die im Zusammenhang mit Krämpfen oder Faszikulationen auftreten.

Die intellektuellen Fähigkeiten bleiben während des gesamten Verlaufs der Erkrankung in der Regel unbeeinträchtigt. Hiervon abzugrenzen ist eine veränderte Affektlage mit starken [Seite 14↓]Stimmungsschwankungen sowie patholog. Lachen und Weinen, die vor allem bei Patienten mit bulbärer und pseudobulbärer Symptomatik auftreten.

Bettlägerige ALS-Patienten entwickeln bemerkenswerterweise nur selten Dekubitalgeschwüre, in ihren Hautbiopsien wurde eine veränderte Kollagenverteilung und –struktur gefunden1.

1.3.2 Bulbär- und Pseudobulbärparalyse

Wenn sich der Krankheitsprozeß ausschließlich auf die motorischen Hirnnerven im unteren Hirnstamm beschränkt, verwendet man die Bezeichnung Bulbärparalyse. Hierbei stehen Paresen der unteren Hirnnervenkerne mit Folgen wie Dysarthrie, Aphonie, Störungen der Schluck- und Kaumuskulatur und Zungenatrophie im Vordergrund1.

Sind ausschließlich supranukleäre Neurone betroffen, also die Bahnen, die die Hirnnervenkerne mit Großhirn und Stammganglien verbinden (Tractus corticobulbaris), ist die Bezeichnung Pseudobulbärparalyse zutreffend. Hierbei stehen Symptome wie Lähmungen der Gesichts-, Zungen-, Mund- und Rachenmuskulatur, Pyramidenbahnzeichen und Affektlabilität wie pathologisches Lachen oder Weinen im Vordergrund. Im Gegensatz zur Bulbärparalyse finden sich hierbei keine Zungenatrophie oder Faszikulationen der Zungenmuskulatur1.

1.3.3 ALS-Parkinson-Demenz-Komplex

Im westpazifischen Raum (Marianeninseln, Kii in Japan und West-Neuguinea) wird ein spezieller ALS-Parkinson-Demenz-Komplex beobachtet, bei dem exogene Neurotoxine als Ursache angenommen werden.

1.3.4 ALS-PUMNS

Nicht in allen Fällen ist wie bei der klassischen Form der ALS das gemeinsame Betroffensein zentraler und peripherer Motoneurone evident. Wenn bei eindeutigen Zeichen einer Erkrankung der unteren Motoneurone die spastische Tonuserhöhung, Kloni und Zeichen nach Babinski fehlen, die Eigenreflexe jedoch positiv oder lebhaft sind, wählt man die Bezeichnung ALS-PUMNS. PUMNS steht hierbei für probable upper motor neuron signs. Oft entwickeln sich erst im weiteren Krankheitsverlauf spastische Zeichen, so daß man dann von einer klassischen ALS sprechen kann. Es gibt jedoch auch Fälle, bei denen sich erst durch eine Autopsie Degenerationen des supranukleären Systems zeigen1.


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1.3.5  Primär spastische ALS

Die spastische Spinalparalyse oder die primäre Lateralsklerose gehören nicht zur ALS, jedoch gibt es primär spastische Formen der ALS, die zunächst klinisch keine Beteiligung des unteren Motoneurons erkennen lassen. Im weiteren Verlauf kann es – wie bei der ALS-PUMNS – jedoch zum Übergang in die klassische Form der ALS kommen1.

1.4 Epidemiologie der ALS

Der Gruppendurchschnittswert der Inzidenz beträgt 1,06 auf 100 000 Einwohner (Streubreite 0,4 – 2,4) und der Prävalenz 4,3 auf 100 000 Einwohner (Streubreite 1,6 – 7,0)83. Die Variationen der Inzidenz und Prävalenz sind in europäischen sowie nord- und mittelamerikanischen Staaten und in Israel erstaunlich groß. Ob die großen Unterschiede der Inzidenz reale Fakten oder eine unterschiedliche Qualität der epidemiologischen Datenerfassung darstellen, ist schwer zu beurteilen.

Fast alle epidemiologischen Untersuchungen in den Jahren 1966 bis 1991 weisen eine steigende jährliche altersadaptierte Todesrate aus84. Hierbei ist nicht sicher, ob diese Zunahme Folge einer verbesserten Diagnostik und einer höheren Lebenserwartung ist, oder ob sich tatsächlich eine reale Zunahme der ALS-Inzidenz und –Mortalität zeigt.

Geschlechtsbezogen zeigt sich eine leichte Häufung der ALS-Fälle bei den Männern im Verhältnis von 1,6: 1.

Mögliche Risikofaktoren wurden von Currier und Conwill85 bei 24 mono- und dizygoten Zwillingen untersucht, von denen jeweils einer an ALS erkrankt war. Hierbei zeigte sich eine signifikante Häufung von grippeartigen Erkrankungen und starker körperlicher Aktivität bei den ALS-erkrankten Zwillingen. Diese Ergebnisse konnten durch zahlreiche weitere Untersuchungen bestätigt werden, wobei sich in anderen Studien zusätzlich eine signifikante Häufung von Traumen (OP, Gewalt, Frakturen) zeigte. Eine neue Studie aus Stanford, USA mit 161 ALS-Patienten untersuchte den Zusammenhang zwischen Alkohol- bzw. Tabakkonsum und ALS und fand eine Verdoppelung des Krankheitsrisikos für ALS bei früheren Rauchern und sogar ein verdreifachtes Risiko bei aktiven Rauchern. Hinsichtlich des Alkoholkonsums fand sich keine Assoziation mit ALS3.


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1.5  Verlauf der ALS

Die ALS betrifft meist das mittlere und höhere Lebensalter und führt meist nach einem progredienten Verlauf innerhalb von 2-5 Jahren zum Tode. In seltenen Fällen werden Verläufe von 10-20 Jahren beobachtet. Ebenso selten sind Jugendliche oder jüngere Erwachsene betroffen.

1.6 Ätiopathogenese der ALS

Bisher ist der ätiologische Mechanismus der ALS nur für einen kleinen Teil der ALS-Fälle - die familiäre Form - bekannt, worauf an späterer Stelle noch eingegangen wird. Sowohl bei der klassischen, sporadischen Form der ALS als auch bei der familiären Form der ALS gibt es jedoch eine Vielzahl von Hypothesen, die teilweise recht viele spekulative Elemente enthalten, hier aber trotzdem kurz erwähnt werden sollen.

1.6.1 Autoimmunphänomene

Krankheiten mit unbekannter Ätiologie werden schnell dem Bereich der Autoimmunkrankheiten zugeordnet, was sich auch bei der ALS durch teils widersprüchliche Berichte über das vermehrte Auftreten bestimmter HLA-Antigene zeigte, wie z.B. der Erhöhung von HLA BW35 bei der ALS auf Guam4. Eine Studie belegte, daß 21% der Verwandten von ALS-Patienten an einer Variante einer Autoimmunerkrankung leiden5.

Zusammenhänge zwischen motorischen Systemdegenerationen und ALS zeigen vor allem die Assoziationen mit monoklonalen Paraproteinämien87 und mit mono- oder polyklonalen Antikörpern gegen das Myelin peripherer Nerven5 und Ganglioside wie GM-14. Auch über einen Zusammenhang mit Lymphomen ist berichtet worden1.

Eine andere Studie6 beobachtete bei sALS Antikörper gegen Ca-Kanäle, die die Funktionen dieser Kanäle in vitro und in vivo verändern können und durch Veränderung der intrazellulären Ca-Konzentration die Signalübertragung an der muskulären Endplatte stören können. Hierdurch kann es zu Zeichen einer sauerstoffbedingten Schädigung der Motoneurone kommen (Schwellung und Zerstörung des Golgi-Apparates). So können diese Antikörper eine Ca-abhängige Apoptose verursachen, wie sie in anderen Studien bei sALS beschrieben wurde7,8.


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Wenn auch für eine Beteiligung einer autoimmunen Komponente an der Entstehung der ALS die Tatsache spricht, daß bei einigen Patienten nach immunsuppressiver Therapie oder Plasmapherese eine Besserung der Beschwerden eintrat4, so scheint doch die Ätiologie mit diesem Lösungsansatz nicht ausreichend erklärt zu sein.

1.6.2 Neurotrope Viren

Nach der Erforschung der Übertragbarkeit der Creutzfeld-Jakob-Krankheit gewann die Hypothese einer persistierenden Virusinfektion als Ursache der ALS an Bedeutung.

Vor allem Poliomyelitis-Viren wurde hierbei ein Einfluß zugeschrieben, da sie unter anderem auch Motoneurone befallen, bei Überlebenden einer Poliomyelitis ein erhöhtes Risiko für Erkrankungen der Motoneurone vermutet wurde und in Neuronenkulturen persistierende Poliomyelitis-Infektionen nachgewiesen wurden4. Trotz alledem konnten diese Einflüsse bis heute nicht nur nicht bewiesen werden, sondern durch weitere Versuche eher noch entkräftet werden1,5.

Als weitere Virusgruppe im Zusammenhang mit ALS wurde die Gruppe der Retroviren diskutiert, wobei besonderes Augenmerk auf das HTL-1-Virus (human-T-cell-leucaemia-virus) gelegt wurde, das sowohl T-Zell-Lymphome als auch die tropische spastische Paraparese verursachen kann1. Allerdings konnte ein Zusammenhang zwischen HTLV-1-Virus – wie übrigens auch zwischen HIV- und sALS bisher nicht belegt werden.

1.6.3 Exogene Neurotoxine

Exogene Neurotoxine als Ursache konnten im Fall des ALS-Dementia-Komplex im Westpazifik nachgewiesen werden. Die Symptome traten durch den Verzehr der falschen Sagopalme (Cycas circinalis) auf, die das Glykosid Cycasin und das Glutamatanalogon β-N-Methylamino-L-Alanin (L-BMAA) enthält, das am non-NMDA-Rezeptor von Glutamat bindet9.

Auch bei anderen ALS-ähnlichen Erkrankungen konnten exogene Neurotoxine als Verursacher gefunden werden. Der Neurolathyrismus tritt durch den Verzehr der Kichererbse auf, die β-N-Oxalamino-L-Alanin enthält, ebenfalls ein Glutamatanalogon und Agonist am non-NMDA-Rezeptor10.

Bei dem sog. Neurocassavaismus, der durch falsche Zubereitung der bitteren Casava (Manihot esculenta) hervorgerufen wird, werden in der Pflanze enthaltene Cyanohydrine als toxische Substanzen der Atmungskette verantwortlich gemacht10.


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1.6.4  Molekularbiologische Ursachen

Ein Schwerpunkt des aktuellen Interesses hinsichtlich der Ätiopathogenese der ALS liegt seit einiger Zeit auf der Suche nach endogenen Stoffwechselprodukten. Die Vermehrung von endogenen Stoffen bis hin zu einer toxischen Konzentration ist bei einigen akuten neurologischen Erkrankungen wie Insult, Epilepsie oder Schädel-Hirn-Trauma bereits nachgewiesen worden, mittlerweile wird eine solche Vermehrung auch als Ursache chronischer neurologischer Erkrankungen, insb. neurodegenerativer Erkrankungen vermutet11.

1.6.4.1 Trophische Faktoren

Nach der Entdeckung, daß es sich bei dem ciliary-derived-neurotrophic-factor (CNTF) um einen spezifischen Wachstumsfaktor für Motoneurone handelt4, wurde die Hoffnung geweckt, daß eine Störung des CNTF motorische Systemdegenerationen im Sinne einer Apoptose verursachen könnte12. Die Hoffnungen auf einen potenten Ansatz in dieser Richtung zerschlugen sich jedoch, als nachgewiesen wurde, daß CNTF einen pluripotenten Effekt aufweist1. Aktuelle Forschungen suchen nach der Rolle anderer neuronaler Wachstumsfaktoren (NGF, BDNF und NT-3) und zusätzlicher Wachstumsfaktoren (GDNF, TGF-α, IGF-I), wobei eine abschließende Beurteilung hinsichtlich deren Rolle bei der Entstehung neurodegenerativer Erkrankungen zum derzeitigen Zeitpunkt noch nicht möglich ist13.

1.6.4.2 Glutamat und andere Neurotransmitter

Glutamat gehört zu den exzitatorischen Aminosäuren, wird im präsynaptischen Neuron synthetisiert und ausgeschüttet und bindet am postsynaptischen Neuron an sog. NMDA- und non-NMDA-Rezeptoren. Die Entfernung von Glutamat aus dem synaptischen Spalt erfolgt entweder über ein sog. Re-uptake oder über Aufnahme in die Gliazelle und Abbau zu α-Ketoglutarat durch die Glutamat-Dehydrogenase1.

Seit langem ist bekannt, daß bei ALS-Patienten in betroffenen Gehirnarealen die Glutamatkonzentration herabgesetzt ist, was aufgrund des Verteilungsmusters von Glutamat für eine intrazelluläre Verminderung spricht, manche Studien belegen auch eine extrazelluläre Glutamaterhöhung, z.B. im Liquor cerebrospinalis. Ursache hierfür könnte eine vermehrte Freisetzung von Glutamat sein mit nachfolgender Übererregung und Degeneration der Motoneuronen10. Rothstein et al.14 vermuteten als Ursache der extrazellulären Glutamaterhöhung eine verminderte Transportfähigkeit mit einer verminderten Aufnahme von Glutamat in die [Seite 19↓]Zelle. In organotypischen Rückenmarksschnitten hemmten sie selektiv das Glutamattransportprotein und konnten so eine Erhöhung des extrazellulären Glutamatspiegels bewirken, ein Effekt, der durch Gabe von Antagonisten, die entweder die non-NMDA-Rezeptoren hemmten oder die präsynaptische Glutamatfreisetzung blockieren, aufgehoben werden konnte. Antagonisten der NMDA-Rezeptoren zeigten dagegen keine neuroprotektive Wirkung. Auch bei Mäusen stellten sie durch Hemmung des Glutamattransports eine Schwächung der quergestreiften Muskulatur fest15. In einer weiteren Studie klonierten sie drei spezifische Glutamattransportproteine (EAAC-1 in Neuronen, GLT-1 und GLAST in Astroglia-Zellen) und fanden eine dramatische (71%) Verminderung von GLT-1-Protein, sowie eine moderate (20%) Verminderung von EAAC-1 in betroffenen Arealen von ALS-Patienten, wohingegen sie keine Veränderung bei GLAST-Protein im Vergleich zur Kontrollgruppe fanden16. Auch bei einem weiteren Glutamattransportprotein, dem EAAT-2-Protein, das selektiv für Astroglia-Zellen ist, wurden verminderte Konzentrationen gefunden17.

Die Ursache für die Umverteilung des Glutamats bleibt jedoch weiterhin im Dunkeln und ist Gegenstand der aktuellen Forschung.

Zum einen könnte eine verminderte ATP-Bereitstellung bei gestörtem Energie-Haushalt der Zelle zu einer Erhöhung der Glutamat-Sensitivität führen, was wiederum zu einem Ca2+-Anstieg in der Zelle führen würde und damit zu einer Aktivierung Ca2+-abhängiger Proteasen, Phospholipasen und NO-Synthasen10.

Zum anderen könnten Mutationen zu einer Veränderung der Glutamattransportproteine führen. So wurden in der kodierenden Region für EAAT-2-Protein zahlreiche Polymorphismen gefunden, die allerdings keine Häufung bei ALS-Patienten zeigten17. Bei ALS fanden sich Mutationen im Exon des DNA-Abschnittes, der für das Glutamattransportprotein der Gliazellen kodiert18. Auch unterschiedliche mRNA-Transskripte wurden für das EAAT-2-Protein bei sALS-Patienten gefunden19, wobei genetische Polymorphismen als Ursache für deren Entstehung noch nicht detektiert werden konnten20.

Trotzdem bleiben Zweifel, ob die Ursache des Untergangs der Motoneurone in der Umverteilung von Glutamat liegt, denn hierfür müßte die extrazelluläre Glutamaterhöhung weit höher liegen als es bei neurodegenerativen Erkrankungen der Fall ist und die Glutamatmessungen in vitro können nicht automatisch mit den Glutamatkonzentrationen im synaptischen Spalt in vivo gleichgesetzt werden21.

So ermöglicht die Unterschiedlichkeit und Vielseitigkeit im Glutamathaushalt eine große Breite an Funktionsveränderungen wie den Selektivitätsverlust Glutamat-abhängiger Ionenkanäle oder die path. Sensitivität von Glutamatrezeptoren. Auch könnte die Glutamaterhöhung zur [Seite 20↓]Produktion von freien Sauerstoffradikalen führen und nachfolgend die Synthese von toxischem Nitritoxid (NO) bewirken und damit zum Untergang der Motoneurone beitragen15. Konsekutiv könnte eine Hemmung der Glutamat-abhängigen Signalübertragung nicht zuletzt dadurch neuroprotektiv sein, daß sie eine Stärkung der Widerstandskraft der Nervenzelle gegenüber anderen toxischen Mechanismen bewirkt21.

Trotz aller Zweifel hat sich gezeigt, daß die Gabe von Glutamat-Antagonisten einen geringgradig positiven Einfluß auf die Pathogenese von ALS besitzt und den Krankheitsverlauf verlangsamen kann22. Eine alleinige pathogenetische Bedeutung ist dem Glutamat nach den heute vorliegenden Ergebnissen jedoch nicht zuzuweisen10.

Zusätzlich zu den obengenannten Befunden von Glutamat konnten auch Verminderungen von anderen exzitatorisch wirksamen Aminosäuren wie Aspartat und N-Acetylaspartat sowie N-Acetylaspartylglutamat gefunden werden23.

Pathogenetisch bedeutsam hinsichtlich des Einflusses der exzitatorischen Aminosäuren ist auch die Entdeckung, daß bei ALS-Patienten in betroffenen Arealen die Aktivität der Proteinkinase C, eines Ca2+- und Phospholipid-abhängigen Enzyms, erhöht ist und dies einen Einfluß auf Strukturproteine und Rezeptoren von Neurotransmittern besitzen kann24.

1.6.4.3 Oxidativer Streß

Unter oxidativem Streß versteht man die Schädigung einer Zelle durch eine Störung der mitochondrialen Atmungskette und damit der Sauerstoff- und Energiegewinnung einer Zelle oder eine Störung bei der Entgiftung toxischer Sauerstoffverbindungen.

Die Bezeichnung oxidativer Streß beschreibt also einen Zustand, in dem die Zelle nur über unzureichende Mechanismen verfügt, um die Konzentration toxischer Sauerstoffprodukte auf einem -für das Überleben der Zelle nötigen- niedrigen Level zu halten25.

Durch die Komplexizität dieser Reaktionen können solche Störungen an sehr unterschiedlichen Stellen auftreten. Ein Ansatzpunkt ist die oben beschriebene Sensitivitätserhöhung für Glutamat, die über Rezeptoren eine Erhöhung des intrazellulären Ca2+-Spiegels vermittelt. Dadurch kann es zur Aktivierung von Ca2+-abhängigen Enzymen wie Proteasen, Phospholipasen und NO-Synthetasen kommen, was zu einer gesteigerten Stickstoffoxid- (NO)- und Superoxidradikal- (02)-Produktion führt10. Auch Mitochondrien, der Arachnidonsäurestoffwechsel, die Xanthin-[Seite 21↓]Oxidase, Monoamino-Oxidase und P450-Enzyme tragen zu einer erhöhten Konzentration toxischer Sauerstoffprodukte bei25.

Genauso kann nicht nur die gesteigerte Produktion solcher Produkte zu einer Zellschädigung führen, sondern auch die verminderte Fähigkeit zum Abbau durch einen Funktionsverlust von Enzymen wie der Superoxid-Dismutase (SOD), Katalase, Glutathion-Peroxidase (GPX) oder anderer Substanzen wie Glutathion, Ascorbinsäure und Vitamin E26.

Auch eine – z.B. durch die später beschriebenen Mutationen der Cu/Zn-Superoxid-Dismutase - bedingte Störung der Kupfer- oder Zinkbindung mit nachfolgender intrazellulärer Anhäufung von Kupfer oder Zink könnte einen toxischen Einfluß auf die Mitochondrien haben und damit zu oxidativem Streß führen10. Die wichtige Rolle von Kupfer bei der Ausbildung neurodegenerativer Symptome zeigen Erkrankungen wie M. Wilson oder M. Menke, genauso wie neuere Studien den Einfluß von Kupfer bei der Pathogenese von M. Alzheimer und der Creutzfeld-Jakob-Erkrankung belegen27.

Ein Beleg für die Schädigung von Proteinen, DNA und Membranphospholipiden durch Sauerstoffradikale ist die Tatsache, daß die Konzentrationen von Malondialdehyd – ein Endprodukt der Oxidation der Membranlipide - sowohl bei fALS als auch bei sALS-Patienten erhöht ist28. Ebenfalls eine Konzentrationserhöhung zeigte 8-Hydroxyl-2-Deoxyguanosin (8-OHdG), ein Marker für die Oxidation von DNA bei sALS29, wenngleich nicht bei fALS28.

Ein weiterer Hinweis für die Beteiligung von oxidativem Streß ist die Erhöhung von 4-Hydroxynonenal, einem Marker für Lipidoxidation in Zellen, der im Liquor30 und im Rückenmark31 nachgewiesen werden konnte.

Einen Überblick über das Gleichgewicht einer Zelle zwischen oxidativem Zellschaden oder gesundem Stoffwechselgleichgewicht und den beeinflussenden Faktoren gibt die nachstehende Tabelle.


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Abb. 1: Substanzen mit Einfluß auf oxidativen Streß und deren Gegenspieler; nach: F. Facchinetti, V.L. Dawson, T.M. Dawson: Free radicals as mediators of neuronal injury; Cell Mol Neurobiol 18(6); 667-682; 1998

Toxische Sauerstoffprodukte können zu einer Veränderung der Transkription und/oder Translation führen25, so daß schließlich letale Proteine entstehen, die eine Aktivierung von Endonukleasen bewirken und schließlich die Kondensation und anschließende Fragmentation des Kernchromatins hervorrufen. Diese Entwicklung bezeichnet man als Apoptose, einem aktiv regulierten, energieverbrauchenden Prozeß der Zellzerstörung32. Genauso können toxische Sauerstoffprodukte allerdings die andere Form des Zelltodes, die Nekrose, bewirken, bei der es durch die Störung der mitochondrialen Atmungskettenphosphorylierung zu einem ATP-Verlust mit konsekutiver Störung ATP-abhängiger Zellfunktionen kommt32.

Die Frage, ob es sich bei dem Zelluntergang der ALS um Apoptose oder Nekrose handelt, ist bis jetzt widersprüchlich diskutiert worden.

Martin et al.8,33 fanden in betroffenen Arealen bei ALS-Patienten typische Merkmale der Apoptose, wie DNA-Fragmentation, erhöhte Caspase-3-Aktivität und eine erhöhte Aktivität der proapoptotischen Enzyme Bax und Bak in den Mitochondrien, wohingegen das antiapoptotische Enzym Bcl-2 in den Mitochondrien vermindert war. Diese Ergebnisse werden von anderen Studien gestützt, die in vitro und in vivo bei neurodegenerativen Erkrankungen, speziell bei M. Alzheimer, eine Erhöhung der proapoptotischen Gene feststellten12.

Im Gegensatz hierzu fanden He und Strong34 bei degenerierenden Motoneuronen keine morphologischen Anzeichen für Apoptose und keine positive TUNEL-Reaktion.


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Unabhängig von der Art der Zellschädigung durch toxische Sauerstoffprodukte konnte deren Einfluß bei einigen neurodegenerativen Erkrankungen wie M. Parkinson, M. Alzheimer und Friedreich-Ataxie bereits beschrieben werden25. Dies wird auch durch die Tatsache belegt, daß Melatonin als gut liquorgängiger Radikalfänger eine neuroprotektive Wirkung bei einigen neurodegenerativen Erkrankungen besitzt35.

Histologische Untersuchungen zeigten, daß H2O2 und Fe2+ alleine noch keine signifikante Zerstörung von Neuronen bewirken konnten, wohingegen OH alleine schon einen Neuronenuntergang hervorrufen konnte36.

1.6.4.4 Cu/Zn-Superoxid-Dismutase

Neben den obengenannten Ursachen von oxidativem Streß hat vor allem die Entdeckung von Mutationen im Gen der Cu/Zn-Superoxid-Dismutase (SOD-1) bei fALS-Patienten große Aufmerksamkeit erzeugt, nachdem zunächst das Chromosom 21 als ursächliches Gen für fALS ausgemacht werden konnte37. Mittlerweile sind bei fALS über 90 verschiedene Mutationen des SOD-1-Gens gefunden worden38, wobei deren Einfluß auf die Enzymaktivität unterschiedlich beurteilt wird. Auch bei sALS wurden vier Punktmutationen festgestellt, von denen zwei mit den Mutationen bei fALS identisch sind39.

Einerseits wurde in verschiedenen Studien eine Funktionsminderung (loss of function) der SOD-1 bei fALS-Patienten festgestellt40,41,42 obwohl bei autosomal-dominanten Erkrankungen eher mit einer Aktivitätssteigerung (gain of function) des mutierten Enzyms gerechnet wurde. Bei transgenen Mäusen, die sowohl das normale Mausgen für SOD-1 als auch ein mutiertes Gen trugen, trat eine selektive Degeneration von Vorderhornzellen auf, was als Hinweis auf einen pathologischen Funktionsgewinn gewertet wurde (gain of function)28. Nach Moumen et al. ließen sich Aktivitätserhöhungen der SOD-1 nicht nur bei fALS, sondern auch bei sALS finden43, wohingegen Przedborski et al.44 eine Aktivitätsminderung der SOD-1 bei fALS-Patienten mit Mutationen fanden, die SOD-1-Aktivität bei fALS ohne SOD-1-Mutation oder bei sALS jedoch unverändert im Vergleich zu Kontrollen war. Ähnliche Ergebnisse erhielten auch Fujita et al., die ebenfalls keine Aktivitätsveränderung von SOD-1 und GPX bei sALS fanden, allerdings eine verminderte Aktivität der Cytochrom-C-Oxidase45.

In einer neuen Studie von Bonnefont-Rousselot46 fand sich dagegen eine erhöhte SOD-1- Aktivität.

Auch bei anderen Formen der SOD wurden mittlerweile Mutationen gefunden. So fand sich ein Polymorphismus der Mangan-SOD (MnSOD), der mit einem signifikant höheren Risiko für [Seite 24↓]sALS behaftet ist47. Bei 30% der sALS-Patienten fanden sich erhöhte Konzentrationen der Mn-SOD, verbunden mit einer verminderten Superoxid-Produktion und verminderter Expression von Bcl-248.

SOD-1 katalysiert folgende Reaktion:

O2

+

O2

+

2H+

Þ

O2

+

H2O2

In vitro wurde auch die Fähigkeit von SOD-1 festgestellt, die Dissoziation von H2O2 zu OH zu katalysieren und daß diese Fähigkeit bei der mutierten Variante von SOD-1 erhöht ist38.

Dazu paßt die Feststellung, daß die extrazellulären Konzentrationen für H2O2 und OH bei transgenen Tieren mit der Mutation G93A (Glycin→Alanin) des SOD-1-Gens signifikant erhöht sind, wohingegen die Konzentration von O2 signifikant erniedrigt war38.

Die erhöhte Konzentration von toxischem OH könnte allerdings auch durch eine verminderte SOD-1-Funktion bedingt sein, indem O2 mit Stickstoffoxid (NO) zu Peroxynitrit (ONOO-) reagiert, das durch Protonierung zu ONOOH wird und zu OH und NO2 zerfällt10.

Stickstoffoxid ist ein Auslöser für Apoptose, wobei die Funktionstüchtigkeit der Cu-Zn-SOD ausschlaggebend ist für die Widerstandsfähigkeit einer Zelle gegenüber dieser NO-abhängigen Apoptose7.

1.6.4.5 Peroxynitrit

Auch Peroxynitrit (ONOO-), das aus O2 und NO gebildet wird, ist ein stark toxisch wirkendes Radikal, das Organellen, Membrane und Enzyme schädigen kann. Nur wenige biologische Substanzen können direkt zur Entgiftung von Peroxynitrit beitragen, dazu gehören: Hämoglobin, Peroxidasen und Selenoproteine wie Glutathion-Peroxidasen49. Peroxynitrit entsteht durch eine vermehrte Aktivität der glutaminergen Neurotransmission und durch mitochondriale Dysfunktion, zwei Mechanismen, die Frühzeichen eines neuronalen Schadens sein können50. Ein Teil seiner schädigenden Wirkung entsteht durch die Nitrierung der Tyrosinreste von Proteinen. So kann die Bestimmung von Nitrotyrosin ein Marker für das Ausmaß des durch Peroxynitrit verursachten Zellschadens sein50. Der schädigende Einfluß von Peroxynitrit und Stickstoffoxid auf Motoneurone in Zellkulturen ist von Estevez beschrieben worden51. Dies spielt z.B. eine Rolle bei dem neuronalen Zellschaden bei autoimmuner Enzephalitis52 und bei M. Alzheimer49. Auch bei fALS mit SOD-1-Mutation zeigten sich erhöhte Konzentrationen von Nitrotyrosin53. [Seite 25↓]Die Toxizität der mutierten SOD-1-Variante kann durch eine vermehrte Bildung von Nitrotyrosin, das durch eine verminderte Affinität der SOD-1 zu Zink entsteht, bedingt sein54. Abe et al. vermuteten anhand ihrer Ergebnisse eine erhöhte Bildung von Nitrotyrosin bei sALS55,56. Diese Ergebnisse konnten durch Beal et al.53 und durch Toghi et al.57 sowohl bei fALS als auch bei sALS bestätigt werden.

1.6.4.6 Glutathion

Glutathion ist ein Tripeptid aus Cystein, Glutaminsäure und Glycin und fungiert als wichtiger intrazellulärer Radikalenfänger, der mit Hilfe der γ-Glutamylcystein-Synthetase und Glutathion-Synthetase synthetisiert wird. Daneben ist es für die Aufrechterhaltung der Erythrozytenstruktur und des zweiwertigen Zustandes des Eisens im Hämoglobin verantwortlich. Extrazelluläres Glutathion dient als Substrat für die γ-Glutamyl-Transpeptidase, ein Enzym der Zellmembran, das Cysteinylglycin von Glutathion abspaltet. Cysteinylglycin wird in Cystein und Glycin hydrolysiert und kann in dieser Form von der Zelle aufgenommen werden, um dort erneut zur Bildung von Glutathion zur Verfügung zu stehen.

Der Glutathion-Stoffwechsel spielt eine wichtige Rolle bei der Entgiftung freier Radikale, der Synthese von Neurotransmittern wie Glutamat und GABA und ist mit der Energiegewinnung der Zellen verknüpft58. So kann eine Verminderung von Glutathion einerseits durch die Radikalenbildung und mitochondriale Dysfunktion direkt zu erhöhtem oxidativem Streß führen, andererseits eine vermehrte Synthese exzitatorischer, toxischer Neurotransmitter und eine Aktivierung von Peroxidasen bewirken und so den Zelltod von Motoneuronen herbeiführen59.

Eine Abnahme der Glutathion-Konzentration wurde in der häufigsten „neurodegenerativen Erkrankung“, dem Altern, nachgewiesen60. Auch bei M. Parkinson fand sich in mehreren Studien eine Verminderung von Glutathion61.

Lanius et al.62 fanden vermehrte Bindungsstellen für Glutathion im Vorder- und Hinterhorn bei Patienten mit sALS im Vergleich zu einer gesunden Kontrollgruppe, was als Gegenregulation des Körpers im Sinne einer upregulation bedingt durch Glutathionmangel gedeutet werden könnte.

So könnte bei ALS eine Störung des Glutathionstoffwechsels nicht nur die vermehrte Konzentration von Sauerstoffradikalen, sondern – bei vermehrter Aufspaltung von Glutamat durch die γ-Glutamyl-Transpeptidase – auch die erhöhte Konzentration von Glutamat erklären25.

Die Beteiligung von Glutathion an der Pathogenese der ALS führte zu einem Therapieversuch, bei dem Glutathion mittels täglichen i.m. Injektionen substituiert wurde. Hier wurde allerdings [Seite 26↓]eine allenfalls geringe Verlangsamung der Krankheitsprogression für die Dauer der Substitution festgestellt63.

1.6.4.7 Glutathion-Peroxidase

Ein weiteres Enzym, das bei der Entgiftung toxischer Sauerstoffradikale eine wichtige Rolle spielt und wesentliche Grundlage dieser Arbeit ist, ist die Glutathion-Peroxidase (GPX). Sie katalysiert folgende Reaktion:

Glutathion

+

H2O2

Þ

Glutathiondisulfid

+

H2O

Glutathiondisulfid wird mittels der Glutathion-Reduktase unter Verbrauch von NADPH, das dem Pentosephosphatweg entstammt, wieder in die Sulfhydrylform von Glutathion reduziert. Dabei werden die Elektronen des NADPH zunächst auf FAD und erst dann auf die Disulfidbindung das oxidierten Glutathion übertragen.

Nachstehende Graphik zeigt eine Übersicht des Glutathion-Stoffwechsels:

Abb.2:Glutathion-Stoffwechsel


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Zwischen SOD und GPX besteht folgende Interaktion:

O2

ÜSODÞ

H2O2

ÜGPXÞ

H2O

Bis heute konnten folgende verschiedene Isoenzyme der GPX ausgemacht werden:

Nachdem die GPX im Jahre 1957 durch Mills et al. entdeckt wurde, fand man schnell heraus, daß sie zu der Gruppe der Selenoenzyme gehört, also Selen im aktiven Zentrum beinhaltet. Durch den nukleophilen Charakter der Selenol-Gruppe war die Funktion der GPX als Radikalfänger offensichtlich.

Im Jahre 1989 wurde als Genlokus für die zelluläre GPX-1 die Region 3p21.3 von Chromosom 3 ausgemacht64. Das Gen hat eine Länge von 4407 bp und beinhaltet zwei Exons (GPXa-DNA 856 bp, GPXb-DNA 819 bp).

Durch die entscheidende Rolle der GPX bei der Beseitigung freier Radikale lag es auf der Hand, Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen auf Funktionsstörungen der GPX zu untersuchen, wobei bis heute unterschiedliche und zum Teil widersprüchliche Ergebnisse gefunden wurden.

Moumen et al. bestimmten im Jahre 1997 die Plasma-Aktivitäten von SOD und GPX bei sALS-Patienten und fanden eine erhöhte Aktivität der SOD sowie eine verminderte Aktivität der GPX43. Diese Ergebnisse konnten durch Apostolski et al. im Jahre 1998 teilweise bestätigt werden65. Sie entdeckten bei sALS eine verminderte Aktivität der GPX und SOD-1 in Erythrozyten und eine unveränderte Aktivität der Glutathion-Reduktase und Glutathion-Transferase. So konnte festgestellt werden, daß molekularbiologische Veränderungen bei sALS nicht nur in betroffenen Regionen reproduzierbar sind, sondern sich auch in anderen Zellen, wie z.B. Erythrozyten, nachweisen lassen. Ein Behandlungsversuch mit Selen, Aminosäuren und Ca-[Seite 28↓]Kanal-Blockern zeigte eine Aktivitätssteigerung der GPX und eine Konzentrationserhöhung von Vitamin E, verbunden mit einer Verlangsamung der Progression der sALS.

Dagegen fanden Fujita et al.45 keine Unterschiede der GPX-Aktivität und auch der SOD-Aktivität im Rückenmark von sALS-Patienten im Vergleich zu anderen Zellproben der Patienten. Sie entdeckten eine verminderte Aktivität der Cytochrom-C-Oxidase bei sALS und schlossen anhand ihrer Ergebnisse, daß Sauerstoffradikale die mitochondriale Atmungskette angreifen könnten, was zu einer Degeneration von Motoneuronen führen würde.

Auch Przedborski et al.44 fanden in den Erythrozyten bei sALS-Patienten eine unveränderte Aktivität im Vergleich zu einer Kontrollgruppe, lediglich bei sALS-Patienten, die mit dem Insulin-Wachstumsfaktor I behandelt wurden, war die GPX-Aktivität signifikant vermindert. Die Aktivität der Katalase war sowohl bei sALS als auch bei fALS normal. Ähnliche Ergebnisse mit einer unveränderten Aktivität der GPX bei fALS erhielten Andersen et al.42.

Im Jahre 1996 wurden die Aktivitäten der GPX, SOD und Katalase im Gyrus praecentralis in Gehirnen von Patienten, die an sALS verstorben waren, bestimmt und mit den Aktivitäten in der Kleinhirnrinde derselben Patienten verglichen. Die Aktivitäten wurden spektrophotometrisch bestimmt. Hierbei zeigte sich eine signifikante Aktivitätsminderung der GPX im Gyrus praecentralis, also einer von ALS betroffenen Region, im Vergleich zur Kleinhirnrinde, einer von ALS nicht betroffenen Region. Dagegen fanden sich keinerlei Unterschiede hinsichtlich der Aktivität der SOD-1, der Mn-SOD und der Katalase. Der Proteingehalt der plasmatischen GPX (GPX-3) war ebenfalls unverändert. Przedborski et al. konnten in dieser Studie auch einen Zusammenhang zwischen der Krankheitsdauer und der GPX-Aktivität feststellen: die Aktivität war in den Gyrus praecentrales von den Patienten am geringsten, die die kürzeste Krankheitszeit hatten und umgekehrt66. Im Gegensatz zu den Ergebnissen dieser Studie fanden Ince et al. eine Aktivitätserhöhung der GPX67.

1.6.4.8 Sonstige genetische Ursachen

Bei M. Alzheimer wurde eine Assoziation mit dem ε4-Allel von Apolipoprotein E herausgefunden, daß das Risiko, an M. Alzheimer zu erkranken, signifikant erhöht, auch wenn nicht alle Menschen, die das ε4-Allel tragen, an M. Alzheimer erkranken68,69. Auch bei sALS-Patienten hat sich herausgestellt, daß Patienten, deren Erkrankung mit bulbären Symptomen beginnt, häufiger das ε4-Allel für Apolipoprotein E tragen70. Hiermit könnte das kognitive Defizit assoziiert sein, das insbesondere bei der bulbär oder pseudobulbär beginnenden Form der ALS vorkommt.


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In einer neueren Studie wurden bei sALS-Patienten vier verschiedene Polymorphismen der Apurin/Apyrimidin-Endonuklease gefunden, die einen großen Anteil an der DNA-Reparatur hat, von denen das Allel D148E im Vergleich zu Kontrollen signifikant erhöht war. Der dadurch bedingte Aminosäuren-Austausch könnte einen Anteil an der Pathogenese der ALS besitzen71.

10nm-Neurofilamente sind wichtige Bestandteile der Myelinscheiden von Axonen. Sie bestehen aus drei verschiedenen Polypeptid-Untereinheiten mit unterschiedlichen Molekulargewichten (NF-L, NF-M, NF-H). Die Akkumulation von 10nm-Neurofilamenten in den Axonen von Motoneuronen ist ein charakteristisches neuropathologisches Merkmal von sALS und fALS1. Eine vermehrte Expression der NF-L-Untereinheit führt bei transgenen Mäusen zu einer Schwellung des Perikaryons mit konsekutiver Degeneration der Motoneurone72. Auch eine vermehrte Expression der NF-H-Untereinheit führt zu einem dramatischen Defekt der axonalen Übertragung73. Bis heute wurden mehrere Mutationen des Gens für die Neurofilamente gefunden, wobei noch kein spezifischer Zusammenhang mit sALS oder fALS hergestellt werden konnte74.

1.6.4.9 Trinukleotid-Expansion

Als Trinukleotide bezeichnet man eine Gruppe von drei Nukleotiden, die zusammen ein Kodon ergeben, also für eine Aminosäure kodieren. Sie fördern die Bindung spezifischer tRNA-Moleküle an Ribosomen, ohne daß eine Proteinsynthese stattfindet. Dagegen besitzen beispielsweise Dinukleotide keine solche Wirkung. Ein Trinukleotid bindet genau an das spezielle tRNA-Molekül, für das es das Kodewort darstellt.

Das normale Genom enthält Sequenzen unmittelbar aufeinanderfolgender identischer Dreierfolgen von Basenpaaren, sog. triplet repeats oder Trinukleotid-Repeats. Die Länge solcher Repeats schwankt zwischen den Individuen und der Generationenfolge innerhalb eines relativ konstanten Bereiches. Die Anzahl solcher Repeats wird bei gesunden Individuen unterhalb eines bestimmten Schwellenwertes gehalten. Durch Mutationen kann die Anzahl der Repeats oberhalb des Schwellenwertes gelangen, wodurch die Wahrscheinlichkeit an einer zunehmenden Expansion der Repeats mit der Anzahl an Zellteilungen zunimmt und das System instabil wird. Man spricht dann von dynamischen Mutationen75. Dadurch kann es zur Ausbildung von DNA-Blasen (sog. loops) oder DNA-Haarnadeln (sog. hairpins) kommen.


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So entstehen Verschiebungen eines DNA-Stranges, die bei der Replikation entweder zu einer Verlängerung oder zu einer Verkürzung des Tochterstranges führen75. Die Wahrscheinlichkeit solcher Verschiebungen nimmt proportional zu der Anzahl der Repeats zu.

Bei einigen neurodegenerativen Erkrankungen fand sich eine Expansion mit einer übermäßigen Anzahl von Triplets außerhalb des Bereichs von gesunden Individuen. So fand sich z.B. bei der spinobulbären Muskelatrophie eine Expansion des Basentriplets CAG im Androgenrezeptor auf 40-62 Triplets im Vergleich zu 11-33 Triplets bei Gesunden. Auch bei der myotonen Dystrophie Curschmann-Steinert expandierte das Triplet CGG von normal 6-54 auf 200-4000 Repeats77. Ähnliche Ergebnisse fand man auch bei M. Huntington-Chorea, der dentatorubropallido-Luysischen Atrophie, der spinocerebellären Ataxie Typ I und III, dem fragilen X-Syndrom und der Friedreich-Ataxie78. Bei allen Krankheiten fanden sich bei erkrankten Personen mehr Repeats als bei gesunden Personen. Die Anzahl der vermehrten Repeats schwankte hierbei zwischen drei und knapp 4000. Untersuchungen über eine Beziehung zwischen der Länge des expandierten Repeats und der Symptomatik der Erkrankung brachten bisher unterschiedliche Ergebnisse. So fanden sich zunächst für einige der Erkrankungen erhöhte Prävalenzen, wenn in der Bevölkerung häufiger vermehrte Expansionen auftraten79, andere Untersuchungen zeigten Korrelationen zwischen der Anzahl der Repeats und dem Alter der Erstmanifestation der Erkrankung80. Für die myotone Dystrophie und Huntington-Chorea ließ sich der Zusammenhang feststellen, daß der zunehmende Schweregrad des genetischen Defektes mit der klinischen Symptomatik in aufeinanderfolgenden Generationen korreliert (Antizipation)81. Dagegen ließ sich beispielsweise bei der spinobulbären Muskelatrophie ein solcher Zusammenhang in Studien nicht feststellen78.

1.7 Herleitung der Fragestellung

Die Grundlagen für die Herleitung der Fragestellung sind folgende:

  1. Die Beteiligung freier Radikale und speziell des Glutathion-Systems an der Pathogenese der ALS erscheint nach kritischer Betrachtung der vorliegenden – oben angeführten – Studienergebnisse als wahrscheinlich. Die Frage, was letztendlich die Ursache der pathogenetischen Veränderungen darstellt, läßt sich jedoch bis heute nicht beantworten. Die bisher vorliegenden Ergebnisse scheinen die Theorie einer multifaktoriellen Ätiopathogenese zu stützen.
  2. Eine wichtige Rolle bei der Pathogenese zumindest einiger neurodegenerativer Erkrankungen scheint die oben beschriebene Expansion bestimmter Trinukleotid-Repeats zu spielen.

Ein Bindeglied zwischen diesen beiden Säulen stellen die Ergebnisse einer Studie von Shen et al. aus dem Jahre 1994 dar82. Sie fanden bei 55 zufällig ausgewählten Personen eine GCG-Trinukleotid-Expansion im 1. Exon des Gens der zellulären Glutathion-Peroxidase, deren Verteilung sie anhand der Allel-Häufigkeiten nach dem Hardy-Weinberg-Gesetz folgendermaßen ermittelten:

Abb. 3: Allel-Häufigkeiten der GPX-1 ermittelt nach dem Hardy-Weinberg-Gesetz durch Shen et al. in Genomics 1994; 23, 292-294

Nach den Ergebnissen dieser Studie scheint diese Expansion keinen Einfluß auf die Enzymaktivität der Glutathion-Peroxidase zu haben. Die Detektion der Repeats erfolgte durch PCR mit anschließender Autoradiographie, bei der Radioisotope, in diesem Fall 1νCi [a-32P]dCTP, in die Sequenzierungsprimer eingebaut werden. Diese Methode ist neben einem hohen finanziellen Aufwand nicht nur sehr zeitintensiv, da vier Sequenzierungsreaktionen nötig sind (je eine für jeden der dNTP-Terminatoren), sondern auch mit einem hohen materiellen Aufwand verbunden. Aufgrund der energiereichen β-Strahlung darf das gesundheitliche Risiko nicht unberücksichtigt bleiben.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dieser Trinukleotid-Expansion bei sALS-Patienten und vergleicht deren Verteilung mit einer Kontrollgruppe ohne sALS.

Im Einzelnen ergaben sich für diese Arbeit folgende Problemstellungen bzw. Fragen:

  1. Etablierung einer Methode zur Bestimmung der Verteilung oben beschriebener Trinukleotid-Expansionen der GPX-1 in einer Population von sALS-Patienten und einer nicht an sALS erkrankten Kontrollgruppe.
  2. Stimmen die unter 1. gewonnenen Daten mit den Literaturdaten überein oder ergeben sich Unterschiede?
  3. Gibt es anhand einer möglichen Assoziation von Polymorphismen im GPX-1 Gen Hinweise auf eine Assoziation dieses Gens mit der sALS?


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25.11.2003