Viele Jahre lang konnten Wissenschaftler den Mechanismus des Williams- (oder Williams-Buren-) Syndroms nicht verstehen, einer seltenen genetischen Krankheit, von der durchschnittlich eines von zehntausend Neugeborenen betroffen ist. Amerikanische Ärzte sind der Lösung der Krankheit durch die Erstellung ihres Zellmodells nahe gekommen. Die Neuronen des Syndroms zeichnen sich durch eine erhöhte Anzahl von Dendriten und eine geringe Lebensfähigkeit aus. Der Artikel wurde in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Menschen mit Williams-Syndrom in verschiedenen Lebensphasen. Feige. aus Artikel N Engl J Med 2010; 362: 239-52. von der Website der Williams Syndrome Association.
Menschen mit Williams-Syndrom (WS oder WBS in englischsprachiger Literatur) haben ein charakteristisches Aussehen, das einem Volkselfen mit niedriger Stirn, weit gespreizten Augenbrauen, Knopfnase, großem Mund und spärlichen langen Zähnen ähnelt. Deshalb wird es auch "das Gesicht eines Elfen" genannt.
Diejenigen, die an dieser Krankheit leiden, haben eine verminderte geistige Entwicklung, während sie einige intellektuelle Fähigkeiten bewahren. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine außergewöhnlich hohe Geselligkeit, Freundlichkeit, Leichtgläubigkeit und gute Natur aus.
Das Syndrom wurde 1961 vom neuseeländischen Kardiologen John Cyprian Phipps Williams beschrieben, der dafür bekannt war, dass er 1969 seine Karriere vollständig aufgab, alle Verbindungen brach und von Zeit zu Zeit in Europa verschwand - die neuesten Informationen über diese erstaunliche Person stammen aus dem Jahr 2000. Ob Williams, geboren 1922, noch lebt, ist unbekannt.
Frühere Forschungen haben gezeigt, dass das Williams-Syndrom mit der Deletion einer bestimmten Region aus dem langen Arm des siebten Chromosoms verbunden ist. Das fehlende Fragment ist etwa 3 Millionen Basenpaare lang und betrifft 26 Gene.
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Mit Ausnahme des Elastin-Gens, dessen Verlust sich in einer abnormalen Gefäßwandbildung äußert, sind die Funktionen dieser Gene jedoch weitgehend unbekannt. Folglich ist der Mechanismus der Krankheit nicht klar, was die Schaffung wirksamer Behandlungsmethoden nicht erlaubt.
Ein Ärzteteam der University of California in San Diego unter der Leitung von Alysson Muotri wählte fünf Kinder mit Williams-Syndrom im Alter zwischen 8 und 14 Jahren aus, bestätigte ihre Krankheit mithilfe einer genetischen Analyse und nahm Proben somatischer Zellen aus dem Gewebe zuvor verlorener Zähne.
Zahnfleischzellen, einschließlich Neuronen, werden aus einer einzelnen Stammzelllinie gebildet. Unter Verwendung der Signalproteinfaktoren von Yamanaka "brachten" die Autoren der Arbeit adulte differenzierte Zellen, die aus der Pulpa isoliert wurden, in einen so frühen Zustand zurück. Und dann begannen sie, sich in Neuronen zu verwandeln und untersuchten die Eigenschaften dieser Zellen.
Es stellte sich heraus, dass sich die "Syndromneuronen" anatomisch und physiologisch deutlich vom Normalen unterscheiden. Insbesondere haben sie das Wachstum und die Teilung verlangsamt und die Apoptose erhöht. Neuronen verzweigen sich in mehr Dendriten als gewöhnlich, und Dendriten haben wiederum mehr Stacheln. Somit ist das von diesen Zellen gebildete Gewebe durch eine außergewöhnliche Konnektivität zwischen Zellen und vielen Synapsen gekennzeichnet.
Darüber hinaus zeigten die Wissenschaftler, dass die erhöhte Aktivität der Apoptose mit einem der Gene assoziiert sein kann, die der Deletion unterzogen wurden, FZD9, dessen Proteinprodukt an der Regulation der Zellteilung beteiligt ist. Dies wurde durch Experimente mit einer Störung der FZD9-Funktion in einer ähnlichen Linie von Vorläuferzellen von Neuronen bestätigt, die aus Zellstoffzellen gesunder Menschen erhalten wurden.
"Das neue Modell, das induzierte pluripotente Stammzellen verwendet, füllt die bestehende Lücke im Verständnis der Zellbiologie des Williams-Syndroms", schließen die Autoren, "und könnte neue Einblicke in die molekularen Mechanismen bringen, die der Krankheit und der Funktionsweise des menschlichen sozialen Gehirns zugrunde liegen."
