Diskussion

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In der vorliegenden Arbeit wurden ALS-Patienten auf chromosomale Instabilität untersucht. Bei der Pathogenese sowohl der familiären als auch der sporadischen ALS muss man von einem sehr komplexen Vorgang ausgehen, der die Summe beeinflussender Größen darstellt. Bisher wurden bei Patienten mit familiärer ALS mehr als 10 verschiedene Genloci beschrieben, in denen Translokationen auftraten. Es ist auch bei der sporadischen ALS nicht von einem monokausalen Ereignis auszugehen. Die in Einzelfällen aufgetretenen konstitutionellen Translokationen, die unter den sALS-Patienten signifikant erhöht sind und deren Ursache bisher ungeklärt ist, gaben Anlass zu weiteren genetischen Untersuchungen. Dabei wurden bei einigen Patienten unterschiedlichste somatische Chromosomenveränderungen beobachtet, die auf eine chromosomale Instabilität als möglichen pathogenetischen Mechanismus hindeuteten. Um zu prüfen, ob es sich bei diesen Ereignissen um Folgen exogener oder stochastischer Faktoren handelt oder ob sie tatsächlich in einem Zusammenhang mit der Pathogenese der ALS zu sehen sind, wurden zusätzliche Untersuchungen durchgeführt, die im folgenden Teil beschrieben werden.

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Zu diskutieren sind dabei neben der Wahl des Materials und der Methoden auch die Zusammenhänge zwischen der gezielten Degeneration der Motoneuronen, der Schädigung der Chromosomen durch oxidativen Stress und den untersuchten Chromosomenaberrationen in den Lymphozyten.

4.1  Material: Lymphozyten statt Motoneuronen

Üblicherweise werden in der Zytogenetik Blutlymphozyten untersucht, da sie einfach zu gewinnen sind und mittels Zellkulturmedien zur Teilung stimuliert werden können. Auch Knochenmarkszellen und Fibroblasten kommen in der Zytogenetik zum Einsatz, haben aber den Nachteil einer aufwendigeren Gewinnung und Kultivierung. Voraussetzung für eine zytogenetische Analyse ist die Kondensation der Chromosomen während der Mitose. Nur in dieser Phase sind die einzelnen Chromosomen und mögliche Chromosomenaberrationen zu identifizieren.

Um bekannte konstitutionelle Translokationen zu bestätigen, ist es auch möglich, nicht kondensierte Chromosomen mit fluoreszenzmarkierten Sonden zu hybridisieren. Liegt eine Translokation vor, sind dann statt zwei Signale drei Signale im Kern sichtbar. Bei der Suche nach sporadisch auftretenden Aberrationen jedoch die Chromosomenkondensation und damit die Mitose für die Analyse notwendig. Die für die ALS pathogenetisch wichtige Zellpopulation der Motoneuronen ist wie alle Nervenzellen postmitotisch und auch in der Zellkultur nicht erneut stimulierbar. Somit sind Nervenzellen für die zytogenetische Diagnostik nicht geeignet. Sind die sporadisch auftretenden Aberrationen auf nur eine bestimmte Zellpopulation beschränkt, bleiben sie bei der Untersuchung von Blutlymphozyten verborgen. Strukturell und numerisch unauffällige Lymphozyten schließen demzufolge eine Chromosomenaberration in den Motoneuronen nicht aus. Allerdings wurden bei M. Parkinson Patienten Folgen oxidativer DNA-Schädigung in Form von erhöhten Mikronukleizahlen, Einzelstrangbrüchen und oxidierten Purinbasen in Lymphozyten beschrieben, obwohl die Zellschädigung, ähnlich wie bei der ALS, nur durch die Degeneration von Nervenzellen symptomatisch wird (Migliore, 2002).

4.2  Methodenwahl: Bänderung versus FISH

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Eine bewerte Methode der Zytogenetik ist die Karyotypisierung nach GTG-Bänderung. Durch die Bänderung kann jedes Chromosom identifiziert werden und je nach Auflösung, Kondensationsgrad des Chromosoms und Färbequalität eine genaue Lokalisation von Chromosomenaberrationen erfolgen. Neben der Translokation werden auch Duplikation, Inversion und Deletion einzelner Chromosomen sichtbar. Die dazu notwendige Karyotypisierung ist eine zeitintensive Analyse, die einer spezialisierten methodischen Fertigkeit und einer genauen Kenntnis der Chromosomenbänderung bedarf. Das Auftreten spontaner Aberrationen kann bei geschwächter Immunabwehr, durch Medikamente und durch andere exogene Faktoren beeinflusst werden. Auch bei der Kultivierung kann es durch laborspezifische Bedingungen zu Chromosomenveränderungen kommen. Diese Einflussgrößen wurden durch die parallele Durchführung einer Untersuchung von Patienten und Kontrollen minimiert. Um eine möglichst objektive Auswertung zu gewährleisten, wurden bei allen Untersuchungen die Proben verblindet. Die Verblindung wurde von einer unabhängigen Person vorgenommen. Es bleibt allerdings nicht aus, dass Karyogramme nicht eindeutig zu beurteilen sind. Fehlerquellen sind Überlagerungen von Chromosomen, Stauchungen, die als Deletion gedeutet werden können oder Färbeartefakte in Folge nicht optimaler Trypsinierung.

Auf der Suche nach bestimmten strukturellen und numerischen Ereignissen ist die GTG-Bänderung heute noch die Methode der Wahl in der Zytogenetik. Sie ist kostengünstig und bei exakter Durchführung reproduzierbar. Von Nachteil ist die begrenzte Zahl analysierter Mitosen, da die Auswertung sehr zeitaufwendig ist. So wurden in der hier vorgestellten Arbeit pro Fall 19 Mitosen karyotypisiert und analysiert. Dies ist für die Dokumentation sporadischer Chromosomenaberrationen nicht hinreichend repräsentativ.

Anlass zur Karyotypisierung gaben unter anderem Befunde der hier untersuchten ALS-Patienten aus einem externen zytogenetischen Labor, die Auffälligkeiten in den Chromosomen in Form gehäufter spontaner struktureller Aberrationen zeigten. Die Tatsache, dass wir solche Auffälligkeiten nicht reproduzieren konnten, kann viele Ursachen haben. Neben den genannten Unzulänglichkeiten scheint die subjektive Auswertung und Interpretation von möglichen Aberrationen ein entscheidender Faktor zu sein.

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Bei der Karyotypisierung nach GTG-Bänderung zeigten sich in der Patientengruppe weder eine erhöhte spontane noch eine erhöhte konstitutionelle Translokationsrate im Vergleich zur Kontrollgruppe. Auch andere strukturelle oder numerische Aberrationen bewegten sich im Normbereich.

Objektiver und für die Fragestellung effektiver als die Karyotypisierung ist die quantitative Suche nach spontanen Translokationen mittels whole chromosome painting. Auch hierbei zeigte sich kein Unterschied zwischen der Kontroll-und der Patientengruppe. Im Gegensatz zur klassischen Karyotypisierung wurden bei der FISH drei Chromosomen herausgegriffen, die auf Translokationen untersucht wurden. Die Beteiligung eines Chromosoms an Translokationen ist neben der Gendichte und der Lage des Chromosoms im Zellkern vor allem von der Größe des Chromosoms abhängig (Bickmore/Teague, 2002). Mit der bekannten Basenlänge der einzelnen Chromosomen lässt sich ausgehend von den drei hybridisierten Chromosomen 3, 5 und 7 auf die Translokationsrate des Gesamtgenoms rückschließen (Lucas, 1993; Schmidberger et al., 2001; Rezacova et al., 2003). Die Identifikation von Translokationen bleibt so zwar auf drei Chromosomen beschränkt, ist aber leichter und schneller durchzuführen als nach GTG-Bänderung. Intrachromosomale Defekte wie Inversion, Deletion und Duplikation bleiben bei der Hybridisierung verborgen, denn das gesamte Chromosom wird einheitlich markiert. Mit Hilfe der Fluoreszenzmarkierung war es möglich, etwa 500 Mitosen jeder untersuchten Person auszuwerten. Damit läßt sich eine weitaus repräsentativere Aussage über spontane Translokationen machen als mit 19 Karyogrammen der GTG-Bänderung. Bei der erhöhten Patienten-und Kontrollzahl handelt es sich um neu gewonnene Personen, da die vorhandenen Proben nicht mehr ausreichend waren und teilweise auf Grund der ALS-bedingten hohen Mortalität keine

erneute Blutentnahme bei den schon untersuchten Patienten möglich war. Deshalb wurde die Hybridisierung an einer anderen Patienten-und Kontrollgruppe als die GTG-Bänderung durchgeführt. Auch hier wurden zur Objektivierung der Analysen die Proben verblindet ausgewertet.

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Neben dem whole chromosome painting gibt es weitere Hybridisierungsmethoden mit denen sich Translokationsraten bestimmen lassen. Dazu zählen M-FISH (multicolor FISH), SKY (spectral karyotyping) oder die COBRA-Technik (combined binary ratio labelling). Hierbei werden alle Chromosomen mit unterschiedlich markierten Sonden hybridisiert, sodass alle Chromosomen sicher voneinander unterscheidbar sind (Miller/Therman, 2001; Tönnies, 2002). Diese Methoden sind allerdings sehr kostenintensiv und bedürfen spezieller Laborausstattung und Farbfilter.

4.3 Induzierte Chromatidbrüche

Neben der Karyotypisierung dienen auch Bruchversuche der Aufdeckung von chromosomaler Instabilität. Werden Brüche durch mutagene Substanzen wie Bleomycin induziert, ist das Reparatursystem der Zellen besonders beansprucht. Nicht alle Brüche können repariert werden, sodass auch bei gesunden Personen mit steigender Bleomycinkonzentration die Zahl der Zellen, die trotz des Vorhandenseins von Brüchen in die Mitose eintritt, zunimmt. Bei Patienten mit einem defekten Reparatursystem steigt die Zahl der Chromatidbrüche unverhältnismäßig stark an. Das ist bei den klassischen Instabilitätssyndromen wie der Ataxia teleangiektasia, dem Nijmegen-Breakage-Syndroms oder der Fanconi Anämie der Fall (Mathur et al., 2000).

Um auch diese Art der Instabilität bei ALS-Patienten zu untersuchen, wurden Chromosomen von einer Auswahl von Patienten, Kontrollen und Verwandten nach Bleomycinbehandlung auf Brüche analysiert. Der Anstieg der Chromatidund Chromosomenbrüche erfolgte in allen drei Gruppen proportional zu den Bleomycinkonzentrationen und zeigte keine signifikante Häufung in der Patientengruppe. Interessant ist die Beobachtung, dass die Zahl der Brüche in den Einzelzellen mit mindestens einem Bruchereignis in der Patientengruppe mit steigender Bleomycinkonzentration einen etwas geringeren Anstieg zu verzeichnen hat (s. Tabelle 13, S. 53). Da es auch in der Patientengruppe zu einem Anstieg der Brüche gekommen ist, wurden also mehr Zellen durch Bleomycin geschädigt. Die steigende Chromatidbruchzahl ist bei den Patienten somit auf eine größere Zellzahl verteilt. Jedoch ist der Unterschied zu Kontrollen im Hinblick auf betroffene Zellen nicht signifikant. Es läßt sich keine Beziehung zwischen der erhöhten Zellschädigung und der ALS-Erkrankung herstellen.

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Die Auswertung von Bruchereignissen bedarf besonderer Sorgfalt. So ist es notwendig, ein Buchereignis genau zu definieren und von einem Färbeartefakt abzugrenzen (s. Abbildung 3, S. 36). Des Weiteren wurden wie auch bei der Karyotypisierung die Proben der Patienten, Kontrollpersonen und Verwandten verblindet und zeitgleich aufgearbeitet.

4.4 Schwesterchromatidaustausch (SCE)

Das klassische DNA-Reparaturmodell geht davon aus, dass es bei der Reparatur des DNA-Strangs zum Austausch zwischen den Schwesterchromatiden kommt, indem das eine Chromatid dem anderen als Matrize dient. Dieser Vorgang wird als homologe Rekombination bezeichnet. Somit ist eine erhöhte SCE-Rate Zeichen einer gesteigerten DNA-Reparaturaktivität (Miller/Therman, 2001). Mit der SCE-Rate lässt sich eine Aussage über die Wirksamkeit exogener und endogener genotoxischer Stoffe machen. Diese Stoffe induzieren Einzel-und Doppelstrangbrüche und in Folge dessen erhöhte SCE-Raten. Ist die SCE-Rate auch ohne das Einwirken von Klastogenen erhöht, spricht das für eine gesteigerte DNA-Reparatur, der eine endogene oder zumindest unbekannte DNA-Schädigung vorausgegangen sein muss. Diese Form der chromosomalen Instabilität findet man bei dem Bloom-Syndrom vor. Die SCE-Rate ist bei den Patienten mit dieser Erkrankung um das 10-20fache erhöht (Miller/Therman, 2001).

4.5  Oxidativer Stress, DNA-Schädigung und Neurodegeneration

An Lymphozyten von sALS-Patienten wurden verschiedene Untersuchungen hinsichtlich einer DNA-Schädigung auf chromosomaler Ebene vorgenommen. Der Verdacht auf eine chromosomale Instabilität als möglichen Risikofaktor für die Ausbildung von ALS ergab sich aus den wiederholt dokumentierten somatischen Aberrationen bei sALS-Patienten. Unterschiedliche somatische Aberrationen in den Zellen eines Patienten können ihre Ursache in einem chromosomalen Instabilitätssyndrom haben. Um sALS-Patienten auf eine Instabilität im Genom hin zu prüfen, wurden zytogenetische Untersuchungan an ihnen und an einer Kontrollgruppe sowie an Verwandten der Patienten vorgenommen. Dabei zeigten sich in keiner der Analysen Unterschiede zwischen der Kontrollgruppe und der Patientengruppe im Auftreten von chomosomalen Aberrationen. Eine chromosomale Beteiligung bei der Generierung der sALS kann dennoch nicht vollkommen ausgeschlossen werden.

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Die Pathologie der ALS spielt sich überwiegend in den Motoneuronen im Sinne eines vorzeitigen und überschießenden Zelltods der Motoneuronen der Patienten ab. Zur selektiven Vulnerabilität der Motoneuronen und deren Ursachen finden sich die unterschiedlichsten Ansätze und Hypothesen, die bisher allerdings nicht eindeutig verifiziert werden konnten. Vielmehr muss man besonders bei der sporadischen Form der ALS von einem Zusammenspiel der beeinflussenden und Risikofaktoren ausgehen. Im Folgenden werden Ursachenansätze vorgestellt.

Zunächst sind die motorischen Neurone eine sehr spezifische Zellpopulation des menschlichen Organismus. Die räumliche Dimension der motorischen Zellen ist einzigartig. Der Energiebedarf für den axonalen Transport, der auf einer Strecke von bis

zu 1m Länge stattfindet, belastet die Zellen und verursacht durch den gesteigerten Umsatz vermehrt anfallende freie Radikale. Das Gehirn entspricht ca. 2 % der gesamten Körpermasse, metabolisiert aber in etwa 20 % des aufgenommenen Sauerstoffs. Demzufolge fallen hier auch 20 % der Sauerstoffradikale an (Zhu, 2004). Die meisten Radikale werden in den Mitochondrien und mittels Antioxidanzien (Glutathion, SOD-1 und Vitamin E) abgebaut. Ein verminderter Abbau der freien Radikale führt zu vermehrter Oxidation von Proteinen, Lipiden und DNA-Basen. Bogdanov et al. untersuchten die Konzentration oxidierter DNA-Basen (8-Hydroxyl-2-Deoxyguanosin und 8-Hydroxyguanosin) als Marker für oxidativen Stress in Plasma, Urin und Liquor von ALS-Patienten, Patienten mit anderen neurologischen Erkrankungen und von Kontrollen. Die Konzentration an freiem 8-Hydroxyl-2-Deoxyguanosin war bei den ALS-Patienten signifikant erhöht (Bogdanov et al., 2000).

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Die oxidierten Basen stören das Chromosomengerüst, es kommt zu Einzelstrang-und Doppelstrangbrüchen. Die DNA-Schäden werden von einem umfangreichen Reparatursystem erkannt, der Zellzyklus wird gestoppt, um den Fehler zu reparieren oder, wenn die Reparatur nicht möglich ist, die Apoptose einzuleiten (Uberti et al., 2003). Das Zusammenspiel von oxidativem Stress, DNA-Schaden und Neurodegeneration ist bei Alzheimerpatienten beschrieben worden (Zhu, 2004). Auch Shaikh und Martin beobachteten vermehrt auftretende oxidative DNA-Schäden und eine erhöhte Expression von DNA-Reparaturenzym in Motoneuronen von ALS-Patienten im Vergleich zu Kontrollen und zu anderen Nervenzellen (Shaikh/Martin, 2002).

Eine Akkumulation an DNA-Schäden ist neben Hypoxie, oxidativem Stress, Chemotherapeutika und Ribonukleotidmangel ein Stimulus für die Erhöhung der Enzymaktivität von p53 und den dadurch vermittelten Signaltransduktionsweg, der die Zelle in die Apoptose führt. Während man in Geweben solider Tumore eine Abnahme des p53 Enzyms findet, und damit für die Zellentartung prädisponiert, ist die Enzymaktivität in geschädigtem neuronalen Gewebe induziert. Eine p53-Überexpression führt zur Degeneration des Gewebes. Dies wurde in verschiedenen Nervenzellpopulationen nachgewiesen: in Körnerzellinien des Kleinhirns, die mit Glutamat stimuliert wurden, in kortikalen Neuronen mit Alzheimer-assoziierter Aβ-Überexpression und in Oligodentrozytenzellinien, die oxidativem Stress ausgesetzt waren (Uberti et al., 2003). Auch in Motoneuronen von einigen ALS-Patienten konnte eine Aktivierung von p53 nachgewiesen werden, während sie in anderen Neuronen eher spärlich zu finden war (Shaikh/Martin, 2002; Martin, 2000).

Neben dem Risikofaktor der erhöhten Konzentration von Oxidanzien in den Motoneuronen scheint auch die Sensibilität gegenüber Glutamat zu der Neurodegeneration beizutragen. Glutamat ist der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter des ZNS. Kommt es zur Überstimulation der Glutamatrezeptoren durch erhöhte Glutamatkonzentrationen im synaptischen Spalt oder Glutamatagonisten, so werden neuropathologische Prozesse in den Nervenzellen ausgelöst, die als Exzitotoxizität definiert wurden (Heath/Shaw, 2002). Wird Glutamat von der präsynaptischen Zelle in den synaptischen Spalt sezerniert, so kann er sich an verschiedene Rezeptoren binden: der NMDA-Rezeptor vermittelt eine langsame Erregung in der postsynaptischen Nervenzelle, der AMPA-Rezeptor dagegen eine schnelle. Die GluR2Untereinheit des AMPA-Rezeptors vermindert die Ca²+-Permeabilität der Zellmembran und sorgt damit für die Ca²+-Homöostase in der Zelle (Heath/Shaw, 2002). Eine erhöhte intrazelluläre Ca²+-Konzentration beeinträchtigt die Leistungsfähigkeit der Mitochondrien und hemmt damit den Abbau freier Radikale. In einer Untersuchung von Williams et al. zeigte sich mittels in situ Hybridisierung eine signifikant niedrigere Konzentration an GluR2-Untereinheiten in Motoneuronen von ALS-Patienten als in anderen Neuronen dieser Patienten (Heath/Shaw, 2002). Dadurch ist die Ca²+-Permeabilität, die Ca²+-Konzentration in der Zelle und damit die Glutamatsensitivität erhöht. In einem transgenen Mausmodell mit einer Mutation im SOD1-Gen konnte der Ausbruch der ALS durch das Vorhandensein der GluR2-Untereinheit hinausgezögert werden. Bei Tieren mit geringerer Expression von GluR2 kam die Krankheit früher zum Ausbruch (Tateno et al., 2004). Die verminderte Zahl an GluR2-Untereinheiten könnte also auch bei ALS-Patienten einen negativen Einfluß auf die Krankheitsprogression haben.

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Eine hohe extrazelluläre Glutamatkonzentration führt zu einer Funktionsstörung des Austauschtransporters, der Glutamat aus der Zelle und Cystein in die Zelle transportiert. Da Cystein eine Vorstufe von Glutathion, einem wichtigen Antioxidanz der Zelle, ist, kommt es bei dessen mangelnder Einfuhr auch zur Depletion von Glutathion in der Nervenzellen (Heath/Shaw, 2002). Die Zelle ist damit nicht mehr in der Lage, die freien Radikale im gleichen Tempo abzubauen, wie sie durch metabolische Prozesse in der Zelle anfallen. Die Verzögerung der Krankheitsprogression der ALS durch die Einnahme des Antioxidanz Vitamin E konnte bisher nicht eindeutig bestätigt werden, geht aber auch auf die Annahme einer schädigenden Wirkung freier Radikale auf die Zelle zurück (Desnuelle, 2001; Graf, 2005).

Des Weiteren scheint die Cyclooxygenase-2 (COX-2), ein Schlüsselenzym entzündlicher Prozesse, auch an der exzitotoxischen Wirkung von Glutamat beteiligt zu sein. Kelly et al. konnten die Exzitotoxizität in einem transgenen Mausmodell mit einer Überexpression von COX-2 nachweisen (Kelley et al., 1999). Auch Almer et al. demonstrierten in postmortalem Rückenmarksgewebe von sALS-Patienten und in transgenen Mäusen mit SOD-1-Mutation eine Überexpression von COX-2 (Almer et al., 2001).

Bei ALS-Patienten kommt es zu einer systemischen Degeneration der Motoneuronen (MN). Diese sind die längsten Zellen des Menschen, die einen hohen Energiebedarf haben und damit eine gesteigerte mitochondriale Aktivität. Ein Mangel an Ca2+ puffernden Proteinen und eine niedrige Expression der GluR2-Rezeptoruntereinheit des AMPA-Rezeptors können die MN besonders vulnerabel für Exzititoxizität machen. Die Motoneuronen haben des Weiteren eine hohe Expression des Glutamattransporters EAAT2 und der SOD-1 zur Beseitigung freier Radikale. Kommt es zu genetischen oder post-translationalen Veränderungen in diesen Enzymen, sind die Motoneuronen besonders betroffen (Shaw/Eggett, 2000). Auf Grund ihrer Länge sind die motorischen Nervenzellen zur Stabilisierung mit einer hohen Zahl an Neurofilament ausgestattet. Glutamat ist wiederum an der Expression, der Distribution und Phosphorylierung der Neurofilamente beteiligt und kann damit die Zelle für neurotoxische Mechanismen sensibilisieren. Die Schäden im Neurofilament der Zellen unterstreichen besonders die Selektivität, mit der die ALS den menschlichen Organismus schwächt, indem nur die motorischen Neuronen davon betroffen sind (Heath/Shaw, 2002).

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ALS-ähnliche Symptome zeigten sich überraschenderweise in einem Mausmodell mit einer VEGF-Genmutation. Der zelluläre Wachstumsfaktor konnte auf Hypoxie nicht mehr adäquat reagieren. VEGF ist ein Wachstumsfaktor, der das Wachstum und die Permeabilität der Blutgefäße kontrolliert und versucht, einen niedrigen Sauerstoffpatialdruck mit der Bildung neuer Blutgefäße zu kompensieren. Folgen der verminderten Aktivität des Wachstumsfaktors sind Schäden im Neurofilament, Axondegeneration und Muskelatrophie. VEGF scheint somit neben der Stimulation der Bildung neuer Blutgefäße auch eine neuroprotektive Funktion zu haben. Gleichfalls bestätigen die Beobachtungen im Mausmodell die besondere Anfälligkeit der Motoneuronen gegenüber Hypoxie und Mangelversorgung (Cleveland, 2003).

Die beschriebenen Hypothesen sind weniger als kausale Alternativen bei der Entstehung der ALS anzusehen. Vielmehr scheinen der Zeitpunkt und die Selektivität der Motoneuronenschädigung durch das ungünstige Nebeneinander der Faktoren bedingt zu sein, die alle das Krankheitsrisiko erhöhen. Der hohe Energieumsatz der Motoneuronen, die Glutamatexzitotoxizität, die gestörte Ca2+-Homöostase und der oxidative Stress, dem die Zelle ausgesetzt ist, führen zu einer Aktivierung des Enzyms p53 und damit zur Einleitung die Apoptose. Folge dieser gehäuft auftretenden Zelltode und das Unvermögen der übrigen Nervenzellen durch Zellteilung Ersatz zu schaffen, mündet in eine symptomatisch werdende Neurodegeneration.

Für einzelne neurodegenerative Erkrankungen ist ein Defekt im DNA-Reparatursystem bekannt. Besonders deutlich wird das bei dem Instabilitätssyndrom der Ataxia teleangietasia. Bei dieser Erkrankung ist die chromosomale Instabilität nicht auf die Neuronen beschränkt, sondern auch in Lymphozyten nachweisbar. Es wurden Mutationen in den Reparaturgenen beschrieben. In anderen neurodegenerativen Erkrankungen wie dem M. Parkinson und der Demenz von Alzheimertyp, in denen bisher keine verantwortlichen Genmutationen entdeckt wurden, hat man oxidative DNA-Schäden und eine erhöhte Apoptosetätigkeit im neuronalen Gewebe nachweisen können.

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Migliore et al. schlussfolgerten, da man sowohl im ZNS als auch im Blut von Parkinsonpatienten Zeichen von oxidativen Stress nachweisen konnte, dass auch in Lymphozyten von einer erhöhten Konzentration freier Radikale auszugehen ist. Mittels Mikronukleus, FISH und einem comet assey konnten in den Lymphozyten von Parkinsonpatienten DNA-Schäden, die auf oxidativen Stress zurückzuführen sind, nachgewiesen werden (Migliore, 2002).

Zytogenetische Untersuchungen an Patienten mit sporadischer ALS lieferten den Befund erhöhter konstitutioneller Aberrationen unter den Patienten, ebenso wurden Einzelfälle beschrieben, die unterschiedlichste somatische Aberrationen aufwiesen (Meyer et al., 2003). Die Möglichkeit einer oxidativen Schädigung des Genoms mit der Folge einer chromosomalen Instabilität auf der einen Seite und der selektiven Apoptose von Motoneuronen auf der anderen Seite gaben Anlass zu den erfolgten zytogenetischen Untersuchugen der Patienten. Eine chromosomale Instabilität hätte die Heterogenität der beobachteten somatischen Aberrationen erklären und ein weiterer Risikofaktor für die Pathogenese der ALS sein können.

Die Untersuchungen der sALS-Patienten ergaben keinen Anhalt für das Vorliegen einer chromosomalen Instabilität. Dennoch ist eine genetische Heterogenität im Sinne dominanter Neumutationen nicht ausgeschlossen. Einen weiteren Beitrag zur Aufklärung der pathogenetischen Bedeutung der bisher beschriebenen konstitutionellen Aberrationen und die mögliche Identifizierung der Kandidatengene der ALS könnte eine Untersuchung der beteiligten Chromosomen liefern. Eine Bruchpunktanalyse könnte Aufschluss über die Funktionen der beteiligten Gene und ihrer Proteine geben. Ebenso sollte die systematische zytogenetische Analyse der ALS-Patienten fortgeführt werden, um weitere ALS-assoziierte Chromosomenaberrationen zu identifizieren.


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07.11.2006