Ionkanalen zijn eiwitten die onder meer essentieel zijn voor het opwekken van de elektrische activiteit in ons brein. Veranderingen in ionkanalen, zogenaamde mutaties, kunnen leiden tot verschillende ziektes, waaronder ernstige vormen van epilepsie bij kinderen. Om een goede diagnose te stellen, worden kinderen met ernstige epilepsie vaak genetisch onderzocht op mutaties.
De effecten van mutaties kunnen sterk verschillen, en het is daarom erg lastig en een tijdrovend proces om de juiste behandeling te kiezen. Soms moeten meerdere medicijnen tegelijk worden geprobeerd (zogenaamde polytherapie). Voor veel kinderen heeft de behandeling ernstige bijwerkingen en voor ongeveer 30% van hen werkt de behandeling zelfs helemaal niet. Een krachtige methode die ingezet kan worden om te begrijpen wat een mutatie in een ionkanaal behelst, is de zogenaamde patch-clamp-technologie voor het meten van elektrische signalen.
Aanpak
In dit project zullen we patch-clamp-metingen uitvoeren om te onderzoeken hoe epilepsiemedicijnen de functie beïnvloeden van ionkanalen die betrokken zijn bij epilepsie. Daartoe zullen we menselijke cellen in kweek bestuderen waarin een ionkanaal is ingebracht. Met behulp van wiskundige modellen zullen we vervolgens de dynamiek van de interactie tussen het medicijn en het ionkanaal vastleggen en integreren in een computermodel dat simuleert hoe cellen met ionkanalen reageren op de medicatie.
Met dit model kunnen we voorspellen welke combinaties van medicijnen het meest effectief zullen zijn voor de behandeling van de genetische ionkanaalproblemen die epilepsie veroorzaken. Deze voorspellingen testen we daarna in menselijke hersencellen die genetisch zijn gemanipuleerd om epilepsie na te bootsen. Op deze manier proberen we met specifieke medicijnen de hersencelfunctie zo goed mogelijk te herstellen.
