Berlin – Jetzt wissen Forscher, warum Patienten mit einer bestimmten Form des seltenen Erbleidens Bartter-Syndrom auch taub sind. Dr. Gesa Rickheit und Prof. Thomas Jentsch vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch und vom Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP) konnten in Mäusen zeigen, wie ein defekter Bestandteil eines Ionenkanals, Barttin genannt, den Hörverlust verursacht. (The EMBO Journal, Vol. 27, Nr. 21, 2907–2917)
Bevor der Mensch ein Geräusch wahrnimmt, muss der Schall in Nervenimpulse umgewandelt werden. Diese Aufgabe übernehmen Sensoren, sogenannte Haarzellen, die in der Schnecke (Cochlea) des Innenohrs sitzen. Durch ankommende Schallwellen öffnen sich Ionenkanäle, die in der Zellhülle der Haarzellen sitzen. Positiv geladene Ionen (Kalium) strömen in die Zelle und verändern ihre elektrische Spannung. An die Haarzellen angeschlossene Nervenzellen bemerken die Spannungsveränderung und geben sie als Nervenimpulse an das Gehirn weiter.
Damit die positiv geladenen Kaliumionen in die sensorischen Haarzellen einströmen und somit den Schall in elektrische Signale umsetzen, muss der Flüssigkeitsraum der Schnecke, der mit den Haarzellen in direktem Kontakt steht, die “Scala media”, elektrisch positiv geladen sein. Diese positive Spannung erzeugt eine Zellschicht (die “Stria vascularis”) am Rande der Schnecke, die sozusagen die ,Batterie’ für den Hörprozess ist.
Aus früheren Arbeiten, an denen die Autoren der jetzigen Arbeit beteiligt waren, war bekannt, dass ein Defekt in Barttin, einem Bestandteil eines Ionenkanals in der Niere, zu den für die Krankheit typischen Nierenproblemen und zugleich zu Taubheit führt. Der genaue Mechanismus, der die angeborene Taubheit auslöst, war bisher unbekannt.
Jetzt konnten die Wissenschaftler von MDC und FMP zeigen, wie Barttin den Gehörverlust auslöst. Um den Mechanismus genauer zu untersuchen, schalteten die Forscher das Gen für Barttin gezielt im Innenohr von Mäusen aus. Sie beobachteten, dass ohne Barttin, das in der als ,Batterie’ dienenden Zellschicht vorhanden ist, keine ausreichende elektrische Spannung für den Einstrom von Ionen in die Haarzellen aufgebaut wird. Die Folge ist, dass trotz ankommender Schallwellen keine Nervenimpulse gebildet werden – die Mäuse sind taub.
“Damit haben wir den Mechanismus der Taubheit bei dieser seltenen menschlichen Erbkrankheit aufgeklärt und wesentlich zum Verständnis der ,Batterie’ im Innenohr beigetragen”, erläutert Prof. Jentsch. “Wie andere Mausmodelle aus unserem Labor zeigen, wird beim Patienten der gleichzeitige Salz- und Flüssigkeitsverlust über die Niere den Innenohrschaden noch vergrößern. Selbst bei einer optimalen Behandlung des Flüssigkeitsverlusts zeigen unsere Studien, dass eine Behandlung des Hörverlusts mit heutigen Methoden nicht möglich ist.”
Endocochlear potential depends on Cl_ channels: mechanism underlying deafness in Bartter syndrome IV
Gesa Rickheit1, Hannes Maier2, Nicola Strenzke3, Corina E Andreescu4, Chris I De Zeeuw4,5, Adrian Muenscher2, Anselm A Zdebik1,6 and Thomas J Jentsch1,
1Leibniz-Institut für Molekulare Pharmakologie (FMP) and Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), Berlin, Germany
2Department of Otolaryngology, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf, Hamburg, Germany,
3Department of Otolaryngology, Center for Molecular Physiology of the Brain Universität Göttingen, Göttingen, Germany,
4Department of Neuroscience, Erasmus MC, Rotterdam, The Netherlands and
5Netherlands Institute for Neuroscience, Royal Academy of Sciences (KNAW), Amsterdam, The Netherlands