Fragiler Genschalter macht Synapsen schwach - FRAX eV

 
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Fragiler Genschalter macht Synapsen schwach - FRAX eV
Fragiler Genschalter
macht Synapsen schwach
             Es gilt als selten, ist aber die häufigste geerbte Ursache für
             eine geistige Behinderung: das Fragiles-X-Syndrom. Bei
             den Betroffenen ist nur ein Gen verändert und ein Protein
             wird daher nicht ausreichend gebildet. Die Folgen sind
             verheerend. Eine molekulare Therapie ist jetzt in Sicht.

                             Ein Kind wird geboren. Die Eltern        Fragile gene switch impairs             Un gène relais fragile affaiblit
                             schauen das kleine Wesen an und          synapses                                les synapses
                             wünschen sich, es möge gross und
                             stark werden, klug, freundlich und       It is thought to be rare but is the     Classé parmi les maladies rares, elle
                             umgänglich. Gibt es auf dem X-           most common form of inherited           est néanmoins la première cause
                             Chromosom des neuen Erdenbür-            mental retardation: fragile X syn-      de retard mental héréditaire: le syn-
                             gers jedoch einige Wiederholungen        drome.                                  drome de l’X fragile.
                             von drei Buchstaben im geneti-
                             schen Code des «Anschaltknopfs»              Parents marvelling over their           Lorsque l’enfant paraît, les
                             des Gens FMR1 (Fragile X Mental          newborn child want it to become         parents regardent ce petit être,
                             Retardation 1) zuviel, so werden         big, strong, clever, friendly and so-   souhaitant qu’il devienne grand,
                             die Eltern vielleicht bald feststellen   ciable. However, if the new arrival     fort, intelligent, aimable et socia-
                             müssen, dass ihr Nachwuchs sich          has an X chromosome with too            ble. Mais si le chromosome X du
                             verzögert entwickelt und Verhal-         many repeats of three letters in the    nouveau-né présente quelques
                             tensauffälligkeiten zeigt. Das Kind      genetic code for the ‘on-switch’ of     répétitions excessives de trois let-
                             meidet Blick- und Körperkontakt,         the fragile X mental retardation‑1      tres dans le code génétique du
                             ist sehr ängstlich und trotzdem ag-      (FMR1) gene, it may not be long         promoteur du gène FMR1 (Fragile
                             gressiv und wahrscheinlich sogar         before the parents come to realise      X Mental Retardation 1), il se pour-
                             geistig behindert. Es reagiert mög-      that their child displays some ab-      rait malheureusement que l’enfant
                             licherweise ungewöhnlich heftig          normal behavioural features. Such       présente bientôt des troubles du
                             auf Geräusche, spricht aber im Al-       children avoid eye and body con-        comportement. Les enfants at-
                             ter von 4  Jahren immer noch nicht       tact, are very anxious yet aggres-      teints de cette aberration chro-
                             oder nur sehr undeutlich. Vielleicht     sive, and may well even be men-         mosomique évitent les contacts
                             hat es epileptische Anfälle und/         tally handicapped. They may show        visuels et physiques, sont très
                             oder zeigt autistisches Verhalten.       extreme reactions to noise and be       craintifs tout en étant agressifs
                             Und so beginnt mitunter eine län-        speaking poorly, if at all, by the      et, souvent, présentent un retard
                             gere Odyssee von Arzt zu Arzt. Das       age of 4. They may have epilep-         mental. Parfois ils sont très sen-
                             Fragiles-X-Syndrom (FXS) ist nicht       tic seizures and/or display autistic    sibles au bruit, ne parlant pas,
                             einfach zu diagnostizieren, auch         behaviour. What then can ensue is       ou alors de manière peu com-
                             wenn es äussere charakteristische        a long odyssey from doctor to doc-      préhensible – à l’âge de 4  ans.
                             Merkmale gibt, die sich allerdings       tor. Fragile X syndrome (FXS) is        Ces symptômes peuvent s’accom-
                             nicht immer und meist erst nach          not easy to diagnose. While it has      pagner de crises d’épilepsie et/
                             dem 11. Lebensjahr deutlich aus-         characteristic external features,       ou d’un comportement autistique.
                             prägen. Dazu gehören z. B. Gelenk-       these are not always clearly mani-      La suite est une longue odys-
                             schlaffheit, Plattfüsse, ein langes      fested, and even then usually only      sée de médecin en médecin. Le
                             Gesicht mit stark ausgeprägtem           after the age of 11. They include,      syndrome de l’X fragile (FXS) est
                             Kinn, vorspringender Stirn und           for example, hyperextensible            une maladie héréditaire difficile
                             ­grossen, manchmal abstehenden           joints, flat feet, an elongated face    à diagnostiquer, même si elle est
                              Ohren sowie bei den Jungen ver-         with jutting chin, prominent fore-      associée à des signes physiques
                              grösserte Hoden. Die überwiegen-        head and ears, and in boys large        typiques. Ces derniers ne se ma-
                              de Mehrheit der Kinderärzte wird        testes. The overwhelming major-         nifestent pas toujours nettement;
                              ein solches Kind wohl nicht oder        ity of pediatricians will probably      le plus souvent ils n’apparaissent

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Fragiler Genschalter macht Synapsen schwach - FRAX eV
Erscheinungsbilder des Fragilen-X-Syndroms

                                                                                                                              Neufoundland & Labrador, Canada
nur sehr selten zu Gesicht bekom-       never or only very rarely see such

                                                                                                                              Quelle: Memorial University,
men haben. Und falls ihnen dann         a child. And if they do happen to
ein FXS-Patient begegnet, werden        encounter an FXS patient, they
sie vielleicht nicht daran denken,      may not remember that an – albeit
dass seit 1992 ein – wenn auch auf-     laborious – genetic test providing
wändiger – Gentest eine Diagnose        the correct diagnosis has been
ermöglicht. Die Erbkrankheit gilt als   available since 1992. Is the syn-       Den Namen trägt die nach ihren Erstbeschreibern auch als Martin-Bell-
                                                                                Syndrom bezeichnete Erbkrankheit weil die X-Chromosomen in den Zellen
selten. Aber die unterschiedlichen      drome rare? Reported incidences         der Kranken – schaut man sie sich nach einer Spezialbehandlung unter dem
Angaben zur Häufigkeit, die von ei-     range from 1 in 1200 to 4000 boys       Mikroskop an – fragil wirken. Sie weisen dort, wo auch das FMR1-Gen an-
nem Auftreten bei einem von 1200        and 1 in 2500 to 8000 girls, show-      gesiedelt ist, eine Lücke auf. Bis zur Entdeckung der anomalen Methylierung
                                                                                des FMR1-Gens 1991, war der zytogenetische Nachweis dieses fragilen Be-
bis 4000 Jungen und einem von           ing that it is not precisely known
                                                                                reiches auf dem X-Chromosom die einzige, allerdings unsichere Diagnose-
2500 bis 8000 Mädchen reichen,          how often the disease occurs. Ever      möglichkeit.
zeigen, dass eigentlich nicht genau     since animal models of the condi-
bekannt ist, wie oft die Erkrankung     tion showed that symptoms could
auftritt.                               be reduced by acting on the cell
     Wenn es neben einer speziellen     surface molecule known as the
psychotherapeutischen Förderung         metabotropic glutamate receptor
eine wirksame Behandlung auf            (mGluR), several companies have
molekularer Ebene gäbe, könnte          been working to develop drugs for
bei rechtzeitiger Intervention die      FXS. Studies by Roche scientists
Ausprägung des Phänotyps mit            have spurred on these efforts, as

                                                                                                                                                                 Quelle: FRAXA
geistiger      Zurückgebliebenheit      the German parents’ self-help as-
viel­leicht verhindert werden. Ei-      sociation Interessengemeinschaft
ne solche Therapie scheint nun          Fragiles-X e. V. acknowledged at
                                                                                Die äusseren Anzeichen des Fragilen-X-Syndroms sind umso deutlicher
in greifbare Nähe gerückt. Denn         their 16th annual conference in         ausgeprägt, je älter die Betroffenen sind. Dazu gehören ein längeres Ge-
nachdem eine Beeinflussung be-          early October when they awarded         sicht, grosse, manchmal abstehende Ohren und ein geringer Muskeltonus.
stimmter Zelloberflächenmoleküle        their prize to behavioural biologist
in Tiermodellen der Erkrankung          Will Spooren, pharmacologist Ri-
zu einer Abschwächung der Sym-          chard Porter and medicinal chem-
ptome führte, arbeiten mehrere          ist Georg Jaeschke.
Firmen an der Entwicklung von
Medikamenten für FXS. Unter-            Sometimes silent for genera-
suchungen von Wissenschaftlern          tions
der Roche haben diese Forschung              Most people have around 6 to
beflügelt. Der Verhaltensbiologe        44 CGG trinucleotide repeats in
Will Spooren, der Pharmakologe          the promoter region of the FMR1
Richard Porter und der Medizinal-       gene. It has been known since
chemiker Georg Jaeschke wurden          1991 that there can be up to 200
                                                                                                                                                                Quelle: FRAXA
dafür Anfang Oktober in Roten-          such repeats without carriers of
burg auf der 16. Jahrestagung der       this premutation showing signs of
Interessengemeinschaft Fragiles-X       mental handicap. However, infer-                          Schwaches Bindegewebe und überdehnbare Gelenke
e. V. mit dem Förderpreis des El-       tility and premature menopause                            sind ein weiteres Kennzeichen der Erkrankung, wie hier
ternselbsthilfevereins gewürdigt.       may occur in women having be-                             bei einem 17-jährigen Patienten deutlich zu sehen ist.
                                        tween 59 and 200 repeats. In men,
Manchmal für Generationen               fragile X tremor may occur, as well
stumm                                   as an ataxia syndrome resembling       qu’après l’âge de 11 ans. Parmi ces signes, on compte
    In der Anschaltregion des           Parkinson’s disease with tremor,       une hyperlaxité articulaire, des pieds plats, un visage
FMR1-Genes haben die meisten            unsteadiness and forgetfulness.        allongé avec menton prognathe, front proéminent et
Menschen rund 6 bis 44 Wiederho-        In any event, 1 in 260 women           de grandes oreilles décollées, et, chez le garçon, une
lungen des Trinukleotids CGG. Seit      and 1 in 800 men are thought to        augmentation du volume testiculaire (macro-orchi-
1991 ist bekannt, dass bis zu 200       carry the premutation and may          die). La grande majorité des pédiatres ne rencontrera
solcher Wiederholungen auftreten        thus transmit the predisposition       sans doute que très rarement voire jamais un tel cas
können, ohne das die Betroffenen        without themselves ever being          et, en l’occurrence, ne pensera peut-être pas au test
Symptome geistiger Behinderung          seriously affected. People usually     génétique disponible depuis 1992, qui permet d’éta-
zeigen. So ganz unbemerkt bleibt        need to have more than 200 re-         blir le diagnostic de FXS de manière fiable.
allerdings auch eine solche Prämu-      peats of the CGG trinucleotide if          Ce syndrome est-il rare? Selon toute apparence,

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Fragiler Genschalter macht Synapsen schwach - FRAX eV
on ne connaît pas la prévalence de
                                                                                                                       la maladie avec précision les don-
                                                                                                                       nées existantes étant très variables
                                                                                                                       allant de 1 cas sur 1 200 à 4 000
                                                                                                                       chez les garçons et de 1 cas sur
                                                                                                                       2 500 à 8 000 chez les filles!
                                                                                                                           Depuis qu’une atténuation des
                                                            they are to manifest the disease. More than around         symptômes a été observée chez
                                                            200 three‑letter repeats causes methylation of the         des modèles animaux de la mala-
                                                            CGG portion, i. e. attachment of methyl groups to          die lors de travaux expérimentaux
                                                            the nucleotide building blocks of DNA. Methylation         sur des molécules membranaires
                                                            prevents the FMR1 gene from being read, despite it         appelées récepteurs métabotropi-
                                                            carrying the otherwise fully correct building plan for     ques au glutamate (mGluR), plu-
                                                            fragile X mental retardation protein (FMRP).               sieurs sociétés travaillent au déve-
                                                                                                                       loppement de médicaments contre
 Gene und Proteine                                          No FMRP, so what now?                                      le FXS. Des études menées par des
 Der molekulare Träger unserer Erbinformation ist die
 Desoxyribonukleinsäure (englische Abkürzung DNA).              Learning and memory are based on new associa-          scientifiques de Roche ont permis
 Die genetische Information ist in der Abfolge von          tions forming between nerve cells in the brain via the     d’accélérer les choses, ce qui a
 DNA-Bestandteilen, den Nukleotidbasen Adenin (A),          nerve-to-nerve contact points known as synapses. In        valu à Will Spooren, spécialiste en
 Guanin (G), Thymin (T) und Cytosin (C) verschlüsselt.
 Eine Kombination aus je drei solcher Basen, ein sog.       order to make, unmake or reshape synapses, nerve           biologie du comportement, Richard
 Trinukleotid, trägt die Information für eine spezielle     cells require special proteins, some of which are pro-     Porter, pharmacologue, et Georg
 Aminosäure. Eiweisse (Proteine) sind aus vielen            duced locally at the point of need: in the dendrites       Jaeschke, chimiste médicinal, le
 Aminosäuren aufgebaut. Ein Gen ist ein Abschnitt auf der
                                                            that connect the nerve cell bodies to the synapses.        prix d’encouragement de l’associa-
 aus vielen Trinukleotid-Bausteine bestehenden DNA. Es
 birgt die Information, aus welchen Aminosäuren sich ein    The greater the synaptic activity, the more proteins       tion parentale d’entraide «Interes-
 spezielles Protein zusammensetzt. Ein Gen besteht aus      are synthesised in the brain. The animal model of          sengemeinschaft Fragiles-X e.V.»,
 einer Region, die den Bauplan für ein Protein trägt und    FXS, Fmr1 knockout (KO) mice, showed increased             décerné à l’occasion de la seizième
 aus nichtkodierenden Bereichen, die genregulierende
 Funktionen haben. Dazu gehört auch eine als Promoter       protein biosynthesis and 20% more glutamatergic            réunion annuelle de l’association,
 bezeichnete «Anschaltregion» für das Gen. An dieser        synapses in nerve cells from the hippocampus – a           qui s’est tenue à Rotenburg, au
 Promoterregion setzen Transkriptionsfaktoren an, die       region critical for learning and memory. ‘In post-         début du mois d’octobre.
 das Ablesen der Bauplanregion und nachfolgend die
 Proteinbiosynthese in Gang setzen.                         mortem specimens from animal models and in FXS
                                                            patients we’ve not only found a higher number of           Latence pendant – parfois –
                                                            glutamatergic synapses,’ reports Lothar Lindemann,         des générations
tation nicht. Bei 59 bis 200 Wiederholungen kann es         Roche FXS project leader since October, ‘we’ve also            Le triplet nucléotidique CGG se
bei Frauen zu Unfruchtbarkeit und einem verfrühten          been struck by the fact that the dendritic spines          répète normalement 6 à 44 fois
Einsetzen der Menopause kommen. Bei Männern                 terminating in the synapses are longer and thinner         dans la région promotrice du gène
können Fragile-X-Tremor und ein Ataxie-Syndrom              than normal’. Long thin dendritic spines terminate         FMR1. Depuis 1991, on sait que
auftreten, eine Parkinson ähnliche Erkrankung mit           in weak synapses. ‘Increased synapse density in            jusqu’à 200 séquences répétitives
Zittern, Gleichgewichtsstörungen und Vergesslichkeit.       FXS is thought to compensate for the weakness              (prémutation) sont possibles sans
Immerhin jede 260ste Frau und jeder 800ste Mann             and increased plasticity of the synapses,’ explains        que le patient n’ait de symptômes
soll Träger einer Prämutation sein und kann unter           pioneering FXS researcher Mark Bear from the Mas-          de retard mental. Chez la femme,
Umständen, ohne selbst ernsthaft erkrankt zu sein,          sachusetts Institute of Technology.                        les prémutations allant de 59 à
die Veranlagung weitervererben. Frauen geben sie                What is going on in the glutamatergic synapses?        200 répétitions entraînent parfois
über ein fragiles X-Chromosom an Söhne und Töchter,         The presynaptic, signal-sending side of these points       une stérilité et une ménopause
Männer nur an Töchter weiter. Die Erkrankung bricht         of contact between two nerve cells secretes the exci-      précoce. L’homme peut developper
meist erst aus, wenn die Betroffenen über 200 Wie-          tatory neurotransmitter glutamate. On the opposite,        le syndrome FXTAS (Fragile X Tre-
derholungen des CGG-Trinukleotids aufweisen. Wa-            postsynaptic side of the synapse, glutamate encoun-        mor Ataxia Syndrome), affection
rum aber hat das «Genstottern» derart katastrophale         ters its receiving antennas, the glutamate receptors.      similaire à la maladie de Parkinson,
Auswirkungen? Mehr als rund 200 Wiederholungen              More exactly: glutamate receptors are actually to          caractérisée par un tremblement
der «drei Buchstaben» verursachen eine Methylierung         be found on both sides of a glutamatergic synapse.         progressif, une ataxie cérébelleuse
des CGG-Bereiches, d. h. ein Anhängen von Methyl-           They act as receiving antennas on the postsynaptic         (troubles de l’équilibre) et un dé-
gruppen an die Nukleotidbausteine der DNA. Diese            side, but are also present as modulators on the pre­       clin cognitif (pertes de mémoire).
Methylierung verhindert, dass das FMR1-Gen abge-            synaptic side where they ‘measure’ the concentra-          Au moins 1 femme sur 260 et 1
lesen wird, obwohl es den ansonsten völlig korrekten        tion of the excitatory neurotransmitter glutamate in       homme sur 800 seraient porteurs
Bauplan für das Fragile X Mental Retardation Protein        the synaptic cleft. If the concentration rises too high,   d’une prémutation et donc sus-
(FMRP) trägt. Das FMRP wird je nach Ausmass der             the receptors lower stimulation. Glutamate receptors       ceptibles de transmettre la pré-
Triplett-Wiederholungen nicht oder nicht mehr in aus-       come in two types: those that control the ion chan-        disposition à leurs descendants
reichendem Masse gebildet. Hat eine Frau mit einer          nels, known as ionotropic glutamate receptors, and         sans être eux-mêmes gravement
Prämutation Kinder, so erben diese ihre Prämutation         those already mentioned, the mGluRs that bind to           malades. D’ordinaire, le FXS ne se
mit einer 50%igen Wahrscheinlichkeit. Die Anzahl der        second-messenger guanine nucleotide-binding pro-           déclare que lorsque la personne
CGG-Wiederholungen kann – wenn das krankhafte X-            teins (G proteins) in the cell and thus activate various   présente plus de 200 répétitions du
Chromosom weitergegeben wird – beim Übergang auf            intracellular signalling pathways. The mGluRs, first       trinucléotide CGG. Une expansion
die nächste Generation auch ab- oder zunehmen. Da-          identified in 1991, are divided into three groups, de-     du gène FMR1 dépassant quelque
mit nimmt auch die Schwere der Symptomausprägung            pending on their structure and the signal transduc-        200 répétitions de ces «trois lettres»

8        RoSearch Dezember 2008
Fragiler Genschalter macht Synapsen schwach - FRAX eV
ab oder zu, was einerseits das in einer Familie über
Generationen unauffällige Zirkulieren der Prämutati-
onen, anderseits aber auch die zunehmende Schwere
der Krankheit im Verlauf der Generationen erklärt.
Mögliche molekulargenetische Ursache ist ein Ver-
rutschen der DNA-Polymerase bei der Verdopplung
einzelsträngiger DNA während der Meiose, was eine
Schlaufenbildung im neu synthetisierten DNA-Strang
nach sich ziehen kann. Bei vielen Wiederholungen
eines Nukleotidtripletts steigt die Wahrscheinlichkeit,
dass die Schlaufen nicht durch Reparaturvorgänge
korrigiert und die veränderten Triplett-Wiederholun-
gen auch auf den ursprünglich zu vervielfältigenden
Einzelstrang (Matrizenstrang) übertragen werden.

Kein FMRP, was nun?
    Lernen und Erinnern beruhen auf neuen Verknüp-
fungen von Nervenzellen im Gehirn. Diese Nervenzell-
verknüpfungen erfolgen über die Kontaktstellen der
Nervenzellen, die Synapsen. Für den Umbau, Abbau
oder die Neubildung von Synapsen benötigen Ner-
venzellen spezielle Proteine. Meist werden die Proteine
lokal da produziert, wo sie auch gebraucht werden: in
den Nervenfortsätzen, den Dendriten, welche die Ner-
venzellkörper mit den Synapsen verbinden. Je höher
die synaptische Aktivität ist, umso mehr Proteine wer-
den im Gehirn synthetisiert. Im Tiermodell für FXS, in
Fmr1-Knock-out (KO)-Mäusen, hat man eine erhöhte
Proteinbiosynthese gefunden und in Nervenzellen die-
ser Mäuse aus dem Hippocampus – einer für Lernen
und Erinnern sehr wichtigen Region – eine um 20 %

                                                                                                                                                        Photo: Hartmut Kreutz
erhöhte Anzahl glutamaterger Synapsen. «In Autop-
sien von Tiermodellen und bei Patienten mit FXS hat
man nicht nur eine höhere Anzahl von glutamatergen
Synapsen gefunden, man hat auch feststellen müssen,
                                                                          Will Spooren und Georg Jaeschke (rechts) nahmen den ­Förderpreis 2008
dass die Nervenfortsätze, an deren Ende sie sitzen,
                                                                          der Interessengemeinschaft F­ ragiles-X e.V. von deren erster Vorsitzender,
länger und dünner sind, als dies normalerweise der                        Elke Offenhäuser, entgegen.
Fall ist», berichtet Lothar Lindemann, seit Oktober FXS-
                                                                               Will Spooren and Georg Jaeschke (right) accept the German
Projektleiter bei Roche. Lange, dünne Nervenfortsätze                          Fragile X Parents’ Association’s 2008 prize.
aber münden in schwache Synapsen. «Die erhöhte
                                                                               Will Spooren et Georg Jaeschke (à droite) recevant le prix d’encourage-
Dichte der Synapsen bei FXS soll deren Schwäche und                            ment 2008 de l’association «Interessengemeinschaft Fragiles-X e.V.»
erhöhte Plastizität kompensieren», vermutet ein Pionier
der FXS-Forschung, Mark Bear vom Massachusetts             tion pathways they initiate. In the    conduit déjà à une hyperméthy-
Institute of Technology.                                   late 1990s anxiety researchers in      lation de la région CGG, c.-à-d. à
    Was geht in glutamatergen Synapsen vor sich?           the pharmaceutical industry be-        l’ajout de groupes méthyle aux nu-
Auf der präsynaptischen, signalsendenden Seite die-        gan looking at the mGluR5 class        cléotides constitutifs de l’ADN. Ce
ser Kontaktstellen zwischen zwei Nervenzellen wird         of group 1 mGluRs (Gp1 mGluR)          phénomène empêche la transcrip-
der erregende Botenstoff Glutamat ausgeschüttet. Auf       as a possible target for new anxi-     tion du gène FMR1 codant pour la
der gegenüberliegenden, postsynaptischen Seite der         olytics, since in the brain these      protéine FMRP (Fragile X Mental
Synapse trifft Glutamat auf seine Empfangsantennen,        receptors are primarily located in     Retardation Protein) et donc la pro-
die Glutamatrezeptoren1. Um genau zu sein: Gluta-          areas involved in emotions and         duction de cette protéine.
matrezeptoren befinden sich eigentlich auf beiden          motivation. Gp1 mGluR activation
Seiten einer glutamatergen Synapse. Sie fungieren als      is an effective molecular stimulus     Que faire en l’absence de
Empfängerantenne auf der postsynaptischen Seite,           to protein synthesis in nerve cell     FMRP?
sitzen aber auch als Modulatoren auf der präsynapti-       dendrites. Anxiety, autistic behav-        L’apprentissage et la mémoire
schen Seite. Dort «messen» sie die Konzentration des       iour, epilepsy, cognitive impair-      requièrent de nouvelles connexions
erregenden Botenstoffes Glutamat im synaptischen           ment, developmental delay, motor       neuronales dans le cerveau au ni-
Spalt. Geht diese zu hoch, drosseln diese Rezeptoren       incoordination and an increased        veau des points de jonction des
die Erregung. Zwei Arten von Glutamatrezeptoren sind       number of abnormally long and          cellules nerveuses, les synapses.
bekannt: solche, die Ionenkanäle steuern, ionotrope        thin dendritic spines – all cardinal   Les neurones ont besoin de pro-
Glutamatrezeptoren, und solche, die an G-Proteine in       features of FXS – have been ob-        téines spéciales pour la restructu-
                                                           served in association with exces-      ration, l’élimination et la formation
1 siehe auch RoSearch Juni 2005                            sive and inappropriate Gp1 mGluR       de synapses. Ces protéines sont en

9          RoSearch Dezember 2008
Fragiler Genschalter macht Synapsen schwach - FRAX eV
der Zelle koppeln und so verschiedene intrazelluläre       activation. But back to FMRP: For        partie produites à l’endroit même de leur utilisation:
Signalwege aktivieren, die metabotropen Glutamatre-        Bear, FMRP ‘is part of the machin-       dans les dendrites, arborisations du noyau neuronal
zeptoren (mGluR). Entsprechend ihrer Struktur und den      ery that regulates translation, i. e.    menant aux synapses. Plus l’activité synaptique est
Signalübertragungswegen, die sie einleiten, werden die     protein biosynthesis via messen-         intense, plus la quantité de protéines synthétisées
seit 1991 bekannten mGluRs in drei Gruppen unterteilt.     ger RNA (mRNA), by RNA inter-            dans le cerveau est grande. On a constaté chez les
Ende der 1990er Jahre begannen die Angstforscher in        ference. We’ve even known since          souris knock-out (KO) pour le gène Fmr1, le modèle
der forschenden Pharmaindustrie eine bestimmte Klas-       2002 that FMRP is a part of what         animal du FXS, un accroissement de la biosynthèse
se der Gruppe-1-mGlu-Rezeptoren, die mGluR5, als ein       we call the RNA-induced silencing        protéique et un nombre de synapses glutamatergi-
mögliches Ziel für neue Anxiolytika anzusehen, denn        complex (RISC) nuclease complex          ques supérieur de 20% dans les neurones de leur
diese Rezeptoren befinden sich im Gehirn vor allem in      that inhibits translation.’ If FMRP      hippocampe – une région cérébrale très importante
solchen Regionen, die bei Emotionen und Motivation         is silenced, the brain lacks an          pour l’apprentissage et la mémoire. «L’autopsie de
ein Rolle spielen: im Hippocampus, in der Amygdala,        inhibiting regulator of protein syn-     modèles animaux et l’étude de patients atteints de
in den Basalganglien und im vegetative Vorgänge            thesis – and this matters because        FXS ont révélé non seulement un nombre plus élevé
steuernden limbischen System. Der damals noch bei          in normal circumstances particu-         de synapses glutamatergiques mais aussi une élon-
Novartis tätige Will Spooren war massgeblich an der        larly large amounts of FMRP are          gation et un amincissement anormal des dendrites
Entdeckung beteiligt, dass mGluR5 als Modulatoren          found in the postsynaptic regions        à l’extrémité desquelles elles se situent», a expliqué
von Angstzuständen fungieren. Die Aktivierung von          of glutamatergic synapses.               Lothar Lindemann, chef du projet FXS chez Roche
Gruppe-1-mGlu-Rezeptoren ist ein wirksames Stimu-                                                   depuis le mois d’octobre.
lanz für die Proteinsynthese in den Dendriten von Ner-     An opponent pair                              L’inconvénient est que des dendrites trop lon-
venzellen. Bei einer überaktiven, nicht angemessenen           If there is too little FMRP, could   gues et minces aboutissent à des synapses moins
Aktivierung von Gruppe-1-mGlu-Rezeptoren wurden            symptoms in FXS patients be re-          efficaces. «La forte densité de synapses associée
Angst, autistisches Verhalten, Epilepsie, kognitive Be-    lieved by ‘turning down’ mGluR5?         au FXS vise à en compenser la faiblesse et la plas-
einträchtigungen, Entwicklungsverzögerungen, einge-        Some of the world’s research             ticité accrue», telle est l’hypothèse d’un pionnier de
schränkte motorische Koordinationsfähigkeiten und          groups addressed this question           la recherche sur cette maladie, Mark Bear du Mas-
eine erhöhte Anzahl von anomal langen und dünnen           between 2003 and 2006 by down-           sachusetts Institute of Technology. Que se passe-t-il
Nervenfortsätzen beobachtet – alles Schlüsselkennzei-      regulating mGluR5 activity with          dans les synapses glutamatergiques? C’est au niveau
chen von FXS.                                              various mGluR5 antagonists in            de ces points de jonction de deux neurones que le
     Aber zurück zum FMRP: Das «Genstottern» bei           Fmr1 knockout mice. This sup-            glutamate (messager chimique activateur) est libéré
FXS-Patienten bzw. die Mutation bei Fmr1-KO-Mäusen         pressed human epilepsy-like sei-         par la terminaison présynaptique, soit le côté de la
führt ja zum Ausfall von FMRP. Dieses Protein, so Bear,    zures in the mutant mice. But            synapse qui «émet» l’influx nerveux. Du côté opposé
«ist Teil der Maschinerie, welche die Translation, d. h.   mGluR5 antagonists also reduced          ou postsynaptique se situent les récepteurs au glu-
die Proteinbiosynthese anhand der Boten-RNA2 durch         seizures in wild-type mice. Bear         tamate. Pour être précis, on trouve des récepteurs
RNA-Interferenz reguliert. Seit 2002 ist sogar bekannt,    and colleagues eventually provid-        glutamatergiques de part et d’autre de la synapse:
dass FMRP ein Teil des RISC-Nuklease-Komplexes3            ed the definitive answer in a study      les récepteurs postsynaptiques ont pour fonction de
ist, der die Translation hemmt.» Fällt FMRP aus, fehlt     published in December 2007 in            capter le glutamate tandis que les récepteurs présy-
also ein hemmender Regulator der Proteinsynthese im        mice produced by crossing Fmr1           naptiques jouent le rôle de modulateurs, c.-à-d. qu’ils
Gehirn. Besonders viel FMRP findet man normalerwei-        KO animals with Grm5 (gluta-             «mesurent» la concentration du messager chimi-
                                                           mate receptor, metabotropic 5)           que activateur dans la fente synaptique. Lorsque la
2 englische Abkürzung mRNA = messenger ribonucleic acid    KO animals only half as much             concentration augmente trop, ces mêmes récepteurs
3 RISC-Komplex = RNA-induced silencing complex             mGluR5 was made as in their              restreignent l’activation. On connaît deux types de
                                                                                                    récepteurs au glutamate: ceux qui commandent les
                                                                                                    canaux ioniques, appelés récepteurs ionotropiques,
                                                                                                    et ceux qui se couplent à des protéines G dans la cel-
                                                                                                    lule et activent ainsi différentes voies de signalisation
                                                                                                    intracellulaires, appelés récepteurs métabotropiques
                                                                                                    (mGluR). Les mGluR se divisent en trois groupes, en
                                                                                                    fonction de leur structure et des voies de signalisa-
                                                                                                    tion qu’ils amorcent. Ils ont été découverts en 1991. A

                                                                                                    Feuernde Synapse: Bei der Signalübertragung
                                                                                                    an Kontaktstellen zwischen zwei Nervenzellen
                                                                                                    im Gehirn werden auf der präsynaptischen Seite
                                                                                                    von der sendenden Nervenzelle Botenstoffe, sog.
                                                                                                    Neurotransmitter, aus Vesikeln ausgeschüttet.
                                                                                                    Auf der postsynaptischen Seite des synaptischen
                                                                                                    Spaltes treffen diese auf ihre Empfangsantennen,
                                                                                                    d. h. bestimmte Rezeptoren. Bindet ein Botenstoff
                                                                                                    an seinen Rezeptor, werden in der signal-
                                                                                                    empfangenden Nervenzelle Signalkaskaden und
                                                                                                    intrazelluläre Vorgänge in Gang gesetzt.

                                                                                                         Synapse in action.
                                                                                                         Décharge synaptique.
Quelle: Graham Johnson

10           RoSearch Dezember 2008
Fragiler Genschalter macht Synapsen schwach - FRAX eV
Will Spooren wechselte im Oktober von der präklinischen in die
                                                                            klinische Arzneimittel-Entwicklung und gab das Forschungsprojekt
se in den postsynaptischen Gebie-                                           Fragiles-X-Syndrom an Lothar Lindemann (rechts) weiter.
ten glutamaterger Synapsen.
                                                                                 Will Spooren switched in October from preclinical to clinical drug
                                                                                 development and handed over the FXS project to Lothar Linde-
Ein Opponentenpaar                                                               mann (right).
    Ist es so einfach? Ein hem-                                                  Will Spooren a quitté la section préclinique de développement
mender Regulator der Proteinsyn-                                                 pharmaceutique pour la section clinique au mois d’octobre et
these, das FMRP, und ein Förde-                                                  transmis le projet FXS à Lothar Lindemann (à droite).
rer derselben, aktivierte mGluR5,
müssen in einer Art funktionellem
Gleichgewicht sein? Kann, wenn        wild-type counterparts. Experi-       la fin des années 1990, les chercheurs de l’industrie
zuwenig FMRP vorhanden ist, eine      ence-dependent development of         pharmaceutique travaillant sur l’anxiété ont com-
«Drosselung» von mGluR5 bei FXS-      the cerebral cortex and hippoc-       mencé à considérer une classe donnée de récep-
Patienten die Symptome lindern?       ampus-dependent memory per-           teurs mGlu du groupe 1 (Gp1-mGluR), les mGluR5,
Überprüft wurde das in den Jahren     formance were actually improved       comme cible potentielle de nouveaux anxiolytiques.
2003 bis 2006 von einigen Arbeits-    in these animals, and seizure sus-    Dans le cerveau, ces récepteurs se trouvent en effet
gruppen in Tierexperimenten an        ceptibility was reduced. ‘Fragile X   essentiellement dans les régions intervenant dans les
Fmr1-KO-Mäusen, bei denen die         is a disorder of excess – exces-      émotions et la motivation.
Aktivität von mGluR5 durch Gabe       sive sensitivity to environmental          Au niveau moléculaire, l’activation des Gp1-mGluR
verschiedener mGlu5R-Antagonis-       change, synaptic connectivity,        stimule nettement la synthèse protéique dans les
ten medikamentös herunter gere-       protein synthesis, memory extinc-     dendrites neuronales. On a observé qu’une hyperac-
gelt wurde. Die den epileptischen     tion, body growth, and excitabil-     tivation des Gp1-mGluR entraînait un état anxieux, un
Anfällen bei Menschen ähnlichen       ity – and these excesses can be       comportement autistique, des crises d’épilepsie, des
Erscheinungen konnten damit bei       corrected by reducing mGluR5’,        troubles cognitifs, des retards de développement et
den mutierten Mäusen unterdrückt      wrote the scientists in Neuron [2].   des troubles de la coordination motrice, et qu’elle était
werden. Aber auch in Wildtyp-Mäu-     ‘Although the precise molecular       associée à un nombre élevé de dendrites anormale-
sen hatten mGluR5-Antagonisten        basis of the interaction remains      ment longues et minces – autant de signes caracté-
krampfmildernde Wirkung. End-         to be determined, the data show       ristiques du FXS!
gültige Klarheit brachten letztlich   unambiguously that mGluR5 and              Mais revenons-en à la FMRP: comme nous l’avons
im Dezember 2007 von Bear und         FMRP act as an opponent pair in       vu, le «balbutiement génétique» conduit à l’absence
Mitarbeitern veröffentlichte Expe-    several functional contexts and       de cette protéine, qui, selon Mark Bear, «participe à
rimente mit Mäusen, die aus einer     support the theory that many CNS      la régulation de la translation, c.-à-d. la biosynthèse
Kreuzung von Fmr1-KO-Mäusen           symptoms in FXS are accounted         protéique au moyen de l’ARN messager (ARNm),
mit Grm5-KO-Mäusen hervorge-          for by unbalanced activation of       par le mécanisme de l’interférence ARN. Il a même
gangen waren und die nur halb         Gp1 mGluRs. These findings have       été établi en 2002 que la FMRP est un constituant

11       RoSearch Dezember 2008
Fragiler Genschalter macht Synapsen schwach - FRAX eV
soviel mGluR5 bildeten wie Wildtyp-Mäuse. Und tat-
sächlich konnte bei diesen Tieren eine Besserung der
erfahrungsabhängigen Entwicklung der Grosshirnrin-
de und der vom Hippocampus abhängigen Gedächt-
nisleistung sowie eine Reduzierung der Krampfnei-
gung erreicht werden. «Das Fragiles-X-Syndrom», so
schrieben die Forscher in der Fachzeitschrift Neuron,
«ist eine Krankheit des Exzesses: mit Übererregbarkeit
und Überempfindlichkeit gegenüber Umweltverän-
derungen, Synapsenverbindungen im übernormalen
Ausmass, stark erhöhter Proteinsynthese und übermä-
ssiger Gedächtnisauslöschung. Diese Masslosigkeiten
können durch Reduzierung der mGluR5-Aktivität kor-
rigiert werden. Und auch wenn die präzise molekulare
Basis dafür noch bestimmt werden muss, dass FMRP
und mGluR5 ein Opponentenpaar bilden, ist klar. Und
auch, dass mit einer Modulation von mGluR5 das Fra-
giles-X-Syndrom und manche Formen von Autismus
behandelt werden können.»

Neue Perspektiven für alten Angsthemmer
    Einer der mGluR5-Modulatoren, die sich derzeit
nun sogar schon in klinischen Studien der Phase II
zur Behandlung von FXS-Patienten befinden, ist ein
altes Medikament: Fenobam. Entwickelt in den Jahren
1978–1982 von McNeil Laboratories als Anxiolytikum
vom Nichtbenzodiazepin-Typ, zeigte die Substanz in
klinischen Studien damals eine sehr gute Verträg-
lichkeit, keine Wechselwirkung mit Alkohol und keine
muskelerschlaffenden Wirkungen. Sie machte nicht
übermässig müde und bekämpfte wirksam Angstzu-
stände. Aber der Wirkmechanismus von Fenobam war
zu Beginn der 1980er Jahre nicht bekannt! Und so
konnte man sich auch nicht erklären, warum die Sub-
stanz manchmal Halluzinationen hervorrief. Fenobam
könne erst dann weiter entwickelt werden, so entschie-
den die Verantwortlichen damals, wenn mehr über die
Wirkungsweise bekannt ist. Da Substanzen anderer
Firmen auch bei Roche unter die Lupe genommen
werden, ist es kein Wunder, dass die Substanz mit dem
wissenschaftlichen Fachnamen N-(3-Chlorophenyl)-
N’-(4,5-dihydro-1-methyl-4-oxo-1H-imidazol-2-yl)-                                                Fenobam zeigte angsthemmende Wirkungen im
                                                                                                 «stress induced hyperthermia» Test bei Mäusen.
harnstoff auch Eingang in die Substanzbibliothek von
Roche fand. «Fenobam war daher Anfang des 21.                                                         Fenobam inhibits anxiety in the stress-induced
Jahrhunderts im Pool der Substanzen, die in einem                                                     hyperthermia test in mice.
Hochdurchsatz-Screening4 zum Auffinden neuer Arz-                                                     Fenobam présentait des effets anxiolytiques
                                                                                                      chez la souris, dans le test «stress induced
neimittelkandidaten hinsichtlich ihrer Wechselwirkung                                                 hyperthermia».
mit mGlu5-Rezeptoren untersucht wurden», erinnert
sich Georg Jaeschke. Das Hochdurchsatz-Screening
zeigte eine Wechselwirkung von Fenobam mit mGluR5        major therapeutic implications for      du complexe RISC, qui a une activité de nucléase
an. Plötzlich war der Wirkmechanismus klar, der durch    FXS and autism.’                        et bloque la traduction.» En l’absence de FMRP, un
weitere biochemische und verhaltensbiologische Un-                                               régulateur (inhibiteur) de la synthèse protéique fait
tersuchungen von Forschern der Roche bestätigt wur-      New prospects for old anxi-             donc défaut dans le cerveau et ce notamment à la
de: Der alte Angsthemmer drosselte die Wirkung von       ety inhibitors                          terminaison postsynaptique des synapses glutama-
mGluR5. Die im Jahr 2005 veröffentlichten Ergebnisse         One of the mGluR5 modula-           tergiques, où l’on trouve normalement la protéine en
der Basler Forscher und ihre Schlussfolgerung, dass      tors currently in phase II trials for   très grandes quantités.
es sich bei Fenobam um einen potenten mGluR5-An-         treatment of patients with FXS is
tagonisten handelt, der nicht mit dem körpereigenen      an old drug that failed to make         Actions opposées
Botenstoff Glutamat konkurriert sowie die Erkennt-       it onto the market on its first            Peut-on, lorsque la protéine FMRP manque, sou-
nisse von Bear und Mitarbeitern zur mGluR5-FMRP-         attempt: fenobam. Developed in          lager les symptômes du FXS en mettant un frein aux
Wechselwirkung bei FXS, veranlassten die britische       1978–1982 by McNeil Laborato-           mGluR5? L’hypothèse a été vérifiée expérimentale-
                                                         ries as an anxiolytic, in clinical      ment chez l’animal par plusieurs groupes de travail
4 siehe RoSearch Dezember 2006                           studies at the time the compound        dans le monde, entre 2003 et 2006: chez la souris

12         RoSearch Dezember 2008
Fragiler Genschalter macht Synapsen schwach - FRAX eV
Normal                                                                        Zwei Zünglein an der Waage: Nach der Theorie der mGluR5-FMRP-
normal                                                                        Wechsel­wirkung von Mark Bear und Mitarbeitern regulieren mGluR5
                                                                              und FMRP die Proteinbiosynthese in Nervenzellen in funktionell
                                                                              entgegengesetzter Weise. Die Aktivierung von mGluR5 fördert die
                                                                              Proteinsynthese, FMRP wirkt unter­drückend. Bei Patienten mit dem
                                                                              Fragiles-X-Syndrom fehlt FMRP und die mGluR5-gesteu­erte Protein-
                                         mGluR5
                                                                              synthese nimmt unkon­trollier­te Ausmasse an.
                                             +                                Modifizierte Abbildung entnommen aus [1].

                                                                                    The two sides of the scale: According to Bear et al’s mGluR5-
                                         Proteinbiosynthese an-
                                         hand der auf die mRNA
                                                                                    FMRP interaction theory, mGluR5 and FMRP regulate nerve cell
                                         kopierten                                  protein biosynthesis in functionally opposed ways: mGluR5 acti-
                                         Information
                                                                                    vation promotes protein synthesis, while FMRP suppresses it. In
         Umschreiben der
         DNA in mRNA                                                                FXS patients FMRP is absent while mGluR5-controlled protein
         Transkription
         transcription
                                         Translation
                                         translation
                                                                                    synthesis proceeds unchecked.
                                                                                    Figure modified from [1].
                                  mRNA
                                              -                   Protein
                                                                  protein
                                                                                    Deux arbitres sur le même terrain: selon la théorie de l’interaction
 DNA
                                          FMRP
                                                                                    mGluR5-FMRP de Mark Bear et coll., les mGluR5 et la FMRP
         Gene                                                                       régulent la biosynthèse protéique dans les neurones de manière
                                                                                    opposée sur le plan fonctionnel. L’activation des mGluR5 stimule
                                                                                    la synthèse protéique alors que la FMRP l’inhibe. Chez les pa-
                                                                                    tients souffrant de FXS, l’absence de FMRP entraîne une synthèse
Fragiles-X-Syndrom
                                                                                    protéique anarchique due à une activation non réfrénée des
Fragile X                                                                           mGluR5.
                                                                                    Figure remaniée tirée de [1].

                                                                              showed excellent tolerability, no           KO pour le gène Fmr1, l’administration de différents
                                         mGluR5
                                                                              interaction with alcohol and no             médicaments antagonistes des mGluR5 a permis de
                                             +                                muscle-relaxant effects. It did             réduire l’activité de ces récepteurs. Les symptômes
                                                                              not induce excessive sedation               comparables aux crises épileptiques de l’homme
                                                                              and was an effective anxiolytic.            ont ainsi pu être réprimés chez les souris mutées.
                                                                              But nobody knew how it worked,              Chez les souris de type sauvage les antagonistes des
          Umschreiben der
          DNA in mRNA
          Transkription                  Translation
                                                                              which was also why nobody could             mGluR5 ont également atténué les convulsions. La
          transcription                  translation                          explain why it sometimes caused             question a finalement été éclaircie en décembre 2007
                                  mRNA
                                                                  Protein
                                                                              hallucinations. ‘Fenobam duly               par la publication d’expériences de Mark Bear et coll.
 DNA
                                          FMRP
                                                                  protein
                                                                              took its place in the Roche sub-            sur des souris issues du croisement de souris KO
         Gene
                                                                              stance library with the result that         Fmr1 et de souris KO Grm5 qui produisaient moitié
                                                                  Fragile X
                                                                  syndrome
                                                                              some 20 years later it was in               moins de mGluR5 que les souris de type sauvage.
                                                                              the pool of substances that un-             Les chercheurs avaient effectivement obtenu chez
                                                                              derwent high-throughput screen-             ces sujets une amélioration du développement cor-
Korrektur                                                                     ing for interaction with mGluR5,’           tical lié à l’expérience et des capacités mnésiques
correction
Beeinflussung oder Mutation des                                               recalls Jaeschke. The screening             dépendant de l’hippocampe ainsi qu’une diminution
mGluR5
targeting or mutation                                                         proved positive. The mechanism              des convulsions. «Le syndrome de l’X fragile est une
of mGluR5
                                                                              of action was immediately appar-            maladie des excès – en ce qui concerne la sensibilité
                                                                              ent, and confirmed in further bio-          aux changements ambiants, la connectivité synapti-
                                         mGluR5                               chemical and behavioural biology            que, la synthèse protéique, les pertes de mémoire,
                                                                              studies by Roche researchers: The           les dimensions corporelles et l’excitabilité – et ces
                                                                              old anxiety inhibitor ‘turned down’         excès peuvent être corrigés en réduisant les mGluR5.
                                                                              the effect of mGluR5. The Basel             Bien qu’on ignore encore les mécanismes molécu-
                                                                              researchers’ 2005 data and their            laires précis de l’interaction, les données disponibles
          Transkription                  Translation
          transcription                  translation                          characterisation of fenobam as              montrent sans équivoque que les mGluR5 et la FMRP
                                  mRNA                                        a potent mGluR5 antagonist that             ont une action opposée dans plusieurs contextes
                                                                  Protein
 DNA                                                              protein     does not compete with the endog-            fonctionnels, corroborant la théorie selon laquelle
                                          FMRP
         Gene                                                                 enous neurotransmitter glutamate,           bon nombre de symptômes du FXS au niveau du
                                                                              combined with the Bear group’s              SNC sont dus à un déséquilibre dans l’activation des
                                                                              insights into mGluR5-FMRP inter-            mGluR du groupe 1. Ce sont là des résultats d’intérêt
                                                                              action in FXS, led Neuropharm Ltd           majeur pour le traitement du FXS et de l’autisme»,
Firma Neuropharm Limited und die FRAXA Research                               and the FRAXA Research Founda-              comme l’ont écrit les scientifiques dans la revue
Foundation dazu, Fenobam erneut in klinischen Studien                         tion to revive clinical studies of          Neuron [2].
zu untersuchen, diesmal bei Patienten mit FXS. Es kann                        fenobam, but this time in FXS.
also durchaus lohnend sein, Arzneimittelkandidaten                                                                        De nouvelles perspectives pour un vieil
vergangener Tage nochmals zu überprüfen. Der «al-                             The search goes on                          anxiolytique
te» Angsthemmer hat heute bereits den Status eines                                ‘That we too working on FXS is             L’un des modulateurs des mGluR5 déjà entrés
Arzneimittels für seltene Leiden. Für solche, auch als                        all down to the perseverance and            en phase II d’expérimentation pour le traitement du
Orphan Drugs bezeichneten Medikamente, haben Arz-                             dedication of Will Spooren and              FXS se trouve être un vieux médicament qui n’avait
neimittelbehörden erleichterte Genehmigungsverfah-                            Georg Jaeschke,’ says Joseph G.             pas passé le cap de l’autorisation de mise sur le
ren sowie das bis zu 10-jährige, alleinige Vertriebsrecht                     Wettstein, head of the psychiatric          marché du premier coup. Fenobam, c’est son nom,
für den oder die Entwickler erlassen.                                         disease research department at              a été développé dans les années 1978-1982, par les

13           RoSearch Dezember 2008
laboratoires McNeil. A l’époque, la substance avait
                                                                                                 fait preuve d’une très bonne tolérance comme an-
                                                                                                 xiolytique dans les études cliniques, sans présenter
                                                                                                 d’interaction avec l’alcool ni entraîner de laxité mus-
                                                                                                 culaire. Elle ne suscitait pas de fatigue excessive et
                                                                                                 était efficace contre les états anxieux. On ignorait ce-
                                                                                                 pendant son mécanisme d’action; aussi, ne pouvait-
                                                                                                 on pas s’expliquer pourquoi elle provoquait parfois
                                                                                                 des hallucinations. «Fenobam a été enregistré dans
                                                                                                 la bibliothèque de substances de Roche et s’est ainsi
                                                                                                 retrouvé quelque 20 années plus tard dans le pool
                                                                                                 de composés analysés par criblage à haut débit pour
                                                                                                 voir s’ils interagissaient avec les récepteurs mGlu5»,
                                                                                                 se souvient Georg Jaeschke. Le criblage à haut débit
                                                                                                 avait montré que Fenobam interagissait effectivement
                                                                                                 avec les mGluR5. Le voile était levé sur le mécanisme
                                                                                                 d’action du médicament! Il restait aux chercheurs de
                                                                                                 Roche à réaliser d’autres tests de biochimie et de
                                                                                                 biologie du comportement, qui leur en ont fourni la
                                                                                                 confirmation: le vieil anxiolytique mettait un frein à
                                                                                                 l’action des mGluR5. Les résultats des chercheurs
                                                                                                 bâlois publiés en 2005, leurs conclusions sur les
                                                                                                 propriétés de Fenobam en tant que puissant antago-
                                                                                                 niste des mGluR5 n’entrant pas en compétition avec
                   Georg Jaeschke erklärt seinen Mitarbeitern Daniel                             le glutamate endogène ainsi que les découvertes
                   Rueher und Antonio Ricci (von links) die Struktur-                            de Mark Bear et de ses collègues sur l’interaction
                   Eigenschaftsbeziehungen von Fenobam.
                                                                                                 mGluR5-FMRP dans le FXS ont décidé Neuropharm
                       Georg Jaeschke explains the structure-property                            Limited et la FRAXA Research Foundation à engager
                       relationships of fenobam to co-workers Daniel
                       Rueher and Antonio Ricci (from left).
                                                                                                 de nouvelles études cliniques sur Fenobam, mais
                                                                                                 cette fois-ci dans le contexte du FXS.
                       Georg Jaeschke explique à ses collaborateurs,
                       Daniel Rueher et Antonio Ricci (de gauche),
                       les relations entre la structure et les propriétés                        Les recherches se poursuivent
                       de Fenobam.                                                                   «Nous remercions Will Spooren et Georg ­Jaeschke,
                                                                                                 grâce à leur persévérance et à leur engagement, nous
                                                                                                 ont permis de nous consacrer, nous aussi, au FXS»,
Die Suche geht weiter                                     Roche. The prize winners say that      a déclaré Joseph G. Wettstein, directeur du départe-
    Und wie sieht es bei Roche aus? «Es ist der           in the last year they have pub-        ment de recherche sur les maladies psychiatriques
Beharrlichkeit und dem Einsatz von Will Spooren           lished the synthesis and biologi-      chez Roche. Interrogés sur leur travail, les deux lau-
und Georg Jaeschke zu verdanken, dass auch wir            cal profile of a compound closely      réats nous apprennent qu’ils ont publié l’année pas-
uns mit FXS beschäftigen», so Joseph G. Wettstein,        related to fenobam. They report        sée la synthèse et le profil biologique d’un composé
Leiter der Forschungsabteilung für psychiatrische         that it is more stable to metabolic    étroitement apparenté à Fenobam. La substance pré-
Erkrankungen. Von den Preisträgern ist zu erfahren,       breakdown and hence likely to          sente une plus grande stabilité métabolique et agit
dass sie im vergangenen Jahr die Synthese und das         have a longer duration of ac-          donc sans doute plus longtemps que Fenobam. Un
biologische Profil einer eng mit Fenobam verwand-         tion than fenobam. A molecular         traitement du FXS par une nouvelle molécule pourrait
ten Verbindung veröffentlicht haben. Die Substanz         therapy for FXS may therefore be       ainsi être en vue. Dans un avenir proche, peut-être
habe eine höhere Stabilität gegenüber abbauenden          in sight. And perhaps one day in       les nouveau-nés seront-ils aussi soumis à un test de
Stoffwechselvorgängen und daher wahrscheinlich            the not too distant future, neo-       dépistage du FXS et traités par un modulateur des
eine länger anhaltende Wirkung als Fenobam. Eine          natal screening will incorporate       récepteurs mGluR5 en cas de résultat positif. Cette
Behandlung von FXS auf molekularer Ebene ist also         a test for FXS enabling babies         procédure devrait permettre d’éviter chez ces enfants
möglicherweise in Sicht. Vielleicht werden ja eines       with a positive result to be treated   des handicaps mentaux graves induits par un gène
nicht mehr allzu fernen Tages neue Erdenbürger im         with an mGluR5 modulator. Se-          FMR1 réduit au silence.
Neugeborenen-Screening auch auf FXS getestet und          vere mental handicap due to a              Cette histoire n’est qu’un exemple parmi tant
bei positivem Ergebnis mit einem mGluR5-Modulator         silenced FMR1 gene should then         d’autres, qui montrent comment le développement
behandelt. Schwerwiegende geistige Behinderungen          be preventable.                        pharmaceutique contribue à éclaircir des processus
aufgrund eines stillgelegten FMR1-Gens sollten dann           This story is just one example     moléculaires se déroulant dans notre organisme.
verhindert werden können.                                 among many showing how drug
    Diese Geschichte ist nur eines von vielen Bei-        development helps to elucidate
spielen, die zeigen, wie Arzneimittelentwicklung zur      molecular processes in our body.
                                                                                                 Literatur und weiterführende Informationsquellen:
Aufklärung molekularer Vorgänge in unserem Körper                                                1. Dölen, G. Bear, M. J Physiol 586.6 (2008) 1503-1508
beiträgt und dass bei der Entdeckung neuer Arznei-                                               2. Dölen, G. et al: Neuron 56 (2007) 955-962
                                                                                                 3. http://www.fraxa.org
mittel – trotz aller Fortschritte – auch ein wenig der                                           4. http://de.wikipedia.org/wiki/Fragiles-X-Syndrom
Zufall mitspielt.                                                                                5. Gantois I, Kooy RF, Oostra BA: Fragile X Mental Retardation in:
                                                                                                    «Neurobiology. From Molecular Basis to Disease» edited by RA
                                                                                                    Meyers, Wiley-VCH, Weinheim 2008

14       RoSearch Dezember 2008
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