Usher Syndrom

Usher SyndromUsher Syndrom

Sebastian MüllerKosta Paunovic

Überblick

• Aufbau des Ohrs• Aufbau der Haarzellen• Akustische Wahrnehmung• Wie/Wodurch entsteht das Usher Syndrom?• Genetische Ursachen, Kandidatengene• Welche Mutationen führen zu der Krankheit?• Theraphiemöglichkeiten

Aufbau des Ohres

Mittel- und Innenohr

Cochlea• Scala vestibuli und Scala

tympani enthalten Perilymphe (wenig K+)• Ductus cochlearis enthält

Endolymphe (viel K+)• Im Ductus cochlearis sitzt

das Cortische Organ

Cortisches Organ• Enthält die Rezeptoren• 3 äußere Haarzellen, 1

innere Haarzelle• Haarzellen sind Epithel-

zellen, keine Axone und bilden keine Aktions-potentiale• Haare ragen in die

Tektorialmembran• Sensorische Neurone

führen zum Hörnerv

Haarzellen• Stereocilien enthalten viele Actin-

filamente• Sind der länge nach angeordnet• Kinocilium kommt nur bei Amphibien

vor, nicht mechanosensitiv• Sensorische Neurone führen zum

Hörnerv• Stereocilien sind an der Spitze durch

Tip-Links verbunden• Tip-Links sind an Ionenkänale

gebunden

Akustische Wahrnehmung• Menschliche Hörbereich von 20 –

20.000 Hz, nimmt im Alter ab• Schallwellen regen das

Trommelfell an• Gehörknöchelchen verstärken und

übertragen Schwingungen zum ovalen Fenster

• Verstärkung durch die Kräfte-übertragung vom großen Trommelfell zum kleineren ovalen Fenster

• Schwingung des ovalen Fensters führt zu Welle in der Cochlea

Akustische Wahrnehmung• Druckwelle wandert von Scala

vestibuli über Scala tympani zum runden Fenster

• Druckwelle erzeugt Wanderwelle auf Basilarmembran

• Haarzellen werden relativ zur Tektorialmembran verschoben

• Haare werden ausgelenkt und alle Ionenkanäle werden geöffnet, K+

strömt ein• Zelle depolarisiert, erhöhte

Transmitterausschüttung und erhöhtes Aktionspotential der Nervenzelle

Usher-Syndrom

• Genetisch bedingte Hörsehbehinderung– Autosomal-rezessiver Erbgang – Ca. 10 von 100.000 bis zum 60. Lebensjahr erkrankt– Seit dem 19. Jahrhundert bekannt

• Innenohrschwerhörigkeit oder Gehörlosigkeit auf Grund der Schädigung von Haarzellen der Cochlea

• Retinopathia pigmentosa Verlauf : Nachtblindheit, Einschränkung des Gesichtsfeldes - „Tunnelblick“

Usher-Syndromklinische Unterteilung

• Usher-Typ 1 (USH1)– Taubheit von Geburt an– Retinopathia pigmentosa ab dem 10. Lebensjahr

• Usher-Typ 2 (USH2)– hochgradige, konstante Schwerhörigkeit– Retinopathia pigmentosa ab der Pubertät

• Usher-Typ 3 (USH3)– Postlingualer, fortschreitender Hörverlust– Retinopathia pigmentosa ab der 2. Lebenshälfte

Usher SyndromKandidatengene und Proteine

Usher-SyndromMyosin VIIA in der Cochlea

• Myosin VIIA kommt in den äußeren und inneren Haarzellen des Cortischen Organs vor.

• Myosin VIIA verbindet das Cytoskelett über andere Proteine mit der Plasmamembran.

Usher-SyndromSchema der beteiligten Proteine

(Usher-Proteinkomplex)

Usher-Syndrom

• Mutation eines Proteins führt zur Degeneration des Usher-Proteinkomplexes

• Beteiligte Membranproteine werden nicht mehr ausgerichtet

Funktionsverlust des gesamten Komplexes

• Zusammenhang zwischen Retinopathia pigmentosa und Taubheit nicht geklärt

Usher-SyndromTherapie

• Hörgeräte (USH2/3)• Sehhilfen, Bildschirmlesegräte etc.• Vitamin A• Gentherapie • Neuromorphe Chips– Cochleaimplantat (USH1)– Retinaimplantat

Usher-SyndromCochleaimplantat

Usher-SyndromSub-Retinaimplantat

Quellen

• Neil A. Campbell, Jane B. Reece. Biologie 6. Auflage, Spektrum• Ahmed ZM, Riazuddin S., Wilcox ER. The molecular genetics of Usher

syndrome, Clin genet 2003: 431 – 444 • Bronya J.B. Keats u. David P. Corey American Journal of medical genetics

1999: 158 – 166• http://www.wikipedia.de• http://www.sinnesphysiologie.de• http://www.itp.physik.tu-berlin.de/~krug/usher/dasush1.html• http://pvs.informatik.uni-heidelberg.de/Teaching/NTHR-03/ziegler.ppt