Antisense studies of brain GABA A receptors

Doktorafhandlingen består af ni originalartikler og en sammenfattende redegørelse. Arbejdet, der ligger til grund for afhandlingen, er udført i perioden 1994 til 1998 under ansættelse ved Forskningsinstitut for Biologisk Psykiatri, Sct. Hans Hospital, og ved psykiatrisk afdeling O, Rigshospitalet.

Gamma-aminosmørsyre (GABA) er hjernens vigtigste inhibitoriske neurotransmitter. GABAA -receptorkomplekset, der formentlig er opbygget som en pentamer af forskellige polypeptid-subunits, indeholder bindingsstederne for flere vigtige farmaka, fx benzodiazepinerne og barbituraterne. Dysfunktion af GABAerg inhibitorisk neurotransmission via GABAA -receptoren er foreslået at spille en central rolle for patogenesen ved epilepsi.

Antisense-teknologi baseres på selektiv hæmning af genekspression på messenger-RNA (mRNA)-niveau. Antisense-oligodeoxynucleotid (ODN), syntetisk enkeltstrenget DNA, kan hæmme biosyntesen af et udvalgt protein, sandsynligvis via nukleotidspecifik hybridisering til en del af mRNA-sekvensen, der koder for proteinet. Antisense-teknikken kan benyttes som et redskab til at undersøge individuelle proteiners fysiologiske betydning.

Formålet med det nærværende arbejde har været at undersøge muligheden for selektivt at hæmme ekspressionen af en vigtig GABAA -receptor-subunit i rottehjernen in vivo ved hjælp af antisense-teknologi. Afhandlingen beskriver ændringer efter intrahippokampal administration af antisense-ODN rettet mod GABAA -receptorens γ2-subunit, der indgår i størstedelen af hjernens GABAA -receptorkomplekser.

Biokemiske, morfologiske, elektroencefalografiske og adfærdsmæssige ændringer, der er induceret af antisense-ODN-behandlingen, er beskrevet. Resultaterne støtter den antagelse, at antisense-ODN-behandlingen primært resulterer i specifik nedregulering af γ2-subunit-proteinet, og at dette fører til et fald i antallet af fungerende GABAA -receptorer og en tilstand med mindsket GABAerg inhibitorisk neurotransmission i hippocampus. Antisense-ODN-behandlede rotter udvikler spontant limbisk status epilepticus, og protraheret antisense-ODN-behandling resulterer i alvorlige neurodegenerative forandringer i hippocampus.

Resultaterne af forsøgene støtter hypotesen, at GABAA -receptorer spiller en afgørende rolle for udviklingen af epileptiske fænomener. Resultaterne betragtes som et bidrag til forståelse af GABAA -receptorkomplekset samt af mekanismerne for epileptiske fænomener og neuronal celledød. Den udviklede dyremodel foreslås som en patofysiologisk relevant model for temporallapsepilepsi og limbisk status epilepticus. Endvidere kan resultaterne være af betydning for en mere generel karakterisering af antisense-teknikken som neurovidenskabeligt redskab.

Forf.s adresse: Mosehøjvej 36, 2920 Charlottenlund.

E-mail: jesperkarle@dadlnet.dk

Forsvaret finder sted den 12. april 2002, kl. 14.00, Haderup Auditoriet, Panum Instituttet, København.

Opponenter: Professor, dr.scient. Peter Eigil Nielsen og Flemming Fryd Johansen.