A research team at the University of Zurich has successfully treated mice with a hereditary form of epilepsy for the first time. Through targeted gene editing in the brain, the disease-causing mutation could be corrected. The therapy significantly reduced the frequency of fever-related seizures and improved the survival of the animals.

Die behandelte Epilepsieform GEFS+ wird durch Mutationen im SCN1A-Gen verursacht, das für einen wichtigen Natriumkanal in Nervenzellen kodiert. Diese Mutation führt dazu, dass hemmende Nervenzellen ihre Funktion verlieren, was zu Übererregbarkeit und epileptischen Anfällen führt. Bisherige Behandlungen mit Antiepileptika lindern die Symptome oft nur unzureichend und gehen mit Nebenwirkungen einher.

Das Team um Professor Gerald Schwank und Professor Hanns Ulrich Zeilhofer vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie der UZH nutzte die präzise Geneditierungsmethode „Prime Editing“. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren korrigiert diese Technik den genetischen Fehler direkt an Ort und Stelle, ohne die DNA vollständig zu durchtrennen – ein entscheidender Vorteil für kaum teilungsfähige Nervenzellen.

In Versuchen mit Mäusen, die dieselbe SCN1A-Mutation wie betroffene Patienten tragen, korrigierten die Forschenden die Mutation in einer wichtigen Hirnregion. Die Behandlung führte zu einer verbesserten Signalübertragung zwischen den Nervenzellen. Während in der unbehandelten Kontrollgruppe etwa 80 Prozent der Tiere fieberbedingte Anfälle entwickelten, waren es nach der wirksamsten Prime-Editing-Behandlung nur noch rund 15 Prozent.

Lucas Kissling, Postdoc und Co-Erstautor der Studie, erklärte, die Behandlung habe die Kommunikation zwischen Nervenzellen verbessert, die Häufigkeit fieberbedingter epileptischer Anfälle deutlich gesenkt und das Überleben der Tiere erhöht. Francesca Pietrafesa, zweite Co-Autorin, betonte, dass Prime Editing die natürliche Genregulation aufrechterhalte, anstatt eine zusätzliche Gendosis einzubringen.

Die Ergebnisse eröffnen neue Perspektiven für ursachenbasierte Therapien genetischer Epilepsien und möglicherweise auch anderer neurologischer Erkrankungen, die durch einzelne Mutationen verursacht werden. Die Forschenden sehen darin einen wichtigen Schritt hin zu einer präziseren, personalisierten Behandlung.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Sie zeigt, dass eine direkte Korrektur genetischer Defekte im Gehirn prinzipiell möglich ist und könnte langfristig die Grundlage für neue Therapieansätze bei erblichen Epilepsien bilden. Weitere Untersuchungen sind notwendig, um die Methode für den Einsatz beim Menschen zu entwickeln.

Original Paper:

Prime editing of a pathogenic Scn1a allele ameliorates seizure phenotypes in a GEFS+ mouse model | Science Translational Medicine

Editor: X-Press Journalistenbüro GbR

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