Verstehen, lernen und niemals aufgeben
In der komplexen Welt der Genetik kann eine kleine Veränderung im NALCN-Gen schwerwiegende Auswirkungen auf die körperliche und geistige Entwicklung haben. Wir möchten hier die Funktionen des NALCN-Kanals beleuchten und erläutern, welche Tragweite eine Mutation des NALCN-Gens für Betroffene hat.
Der NALCN-Kanal: Der Schlüssel zur neuronalen Aktivierung
NALCN („Natrium-Leck-Kanal“) ist ein nichtselektiver Ionenkanal, der eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der gesunden Aktivierung von Neuronen und anderen erregbaren Zellen im Körper spielt. Diese Zellen sind an rhythmischen Prozessen wie Atmung und Schlaf beteiligt. Der Kanal gehört zu einer eigenständigen Untergruppe der Familie der Ionenkanäle mit vier Domänen, zu der auch spannungsgesteuerte Natrium- und Kalziumkanäle gehören. Der NALCN-Kanal wird durch das NALCN-Gen kodiert, das bei vielen Arten konserviert ist. Das bedeutet, dass der NALCN-Kanal und das NALCN-Gen in verschiedenen Organismen untersucht werden können.
Wie der NALCN-Kanalkomplex das Zusammenspiel lebenswichtiger Proteine regelt ?
Das NALCN-Kanalprotein interagiert mit drei weiteren neuronalen Proteinen (UNC79, UNC80 und FAM155A) und bildet den sogenannten „NALCN-Kanalkomplex“. Dieser gesamte Proteinkomplex scheint für die normale Funktion des Ionenkanals und somit für die gesunde Aktivierung von Neuronen notwendig zu sein. Es ist jedoch noch nicht genau bekannt, wie diese Hilfsproteine, insbesondere UNC80, die Funktion des NALCN-Kanals modulieren. Diese Interaktionen sind jedoch entscheidend, da sie die Kanalaktivität beeinflussen und damit potenziell wichtige Zielstrukturen für zukünftige Therapien darstellen. Jüngste Studien mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie (einer Technik, die hochauflösende Bilder von Molekülen bei sehr niedrigen Temperaturen ermöglicht) haben die Struktur und den Aufbau dieses NALCN-Kanalkomplexes enthüllt, was ein wichtiger Schritt zur Identifizierung von Therapien ist.
Genetische Mutationen und ihre schwerwiegenden Auswirkungen
Mutationen im NALCN-Gen und in den zugehörigen Proteinen (insbesondere UNC79 and UNC80) beeinträchtigen die Funktion des NALCN-Kanalosoms. Solche Mutationen werden mit einer Reihe schwerwiegender neurologischer Entwicklungsstörungen bei Kindern in Verbindung gebracht. Darüber hinaus werden Funktionsstörungen des Kanals mit weit verbreiteten Krankheiten wie Schlaflosigkeit, Krebsmetastasen, endokrinen Störungen und Schmerzen assoziiert.
Derzeit gibt es keine zugelassenen Behandlungen für NALCN-bedingte Erkrankungen. Daher ist es umso wichtiger, Forschung und Entwicklung zu unterstützen.
Forschungsfortschritte, die Hoffnung machen
Die Forschung am NALCN-Gen und am NALCN-Kanalkomplex schreitet rasch voran, da Wissenschaftler weiterhin seine Struktur und Funktion empirisch untersuchen. Studien an Tiermodellen, bei denen Therapien zur Modulation der NALCN-Funktion eingesetzt wurden, haben zu einer Verbesserung der Symptome geführt, was darauf hindeutet, dass solche Strategien und spezifische Projekte potenziell als Behandlungsansatz dienen könnten.
Diese und viele weitere Studien geben Anlass zur Hoffnung, dass unser ultimatives Ziel in greifbare Nähe rückt – die Entdeckung von Therapien für Kinder und Familien, die von NALCN-bedingten Krankheiten betroffen sind. Wir freuen uns darauf, motivierte Wissenschaftler, Kliniker und Familien dabei zu unterstützen, die nächsten Schritte in Richtung dieses Ziels zu gehen.
Weitere Informationen zu Krankheiten, die durch Veränderungen im NALCN-Gen verursacht werden, finden Sie in diesem Fact Sheet des New South Wales Center for Genetics Education.