Эпилепсия – одно из самых распространенных неврологических заболеваний. Это вызвано сбоями в работе клеток головного мозга и обычно лечится лекарствами, которые контролируют приступы или противодействуют им.
Ученые с факультета здравоохранения и медицинских наук Копенгагенского университета и Rigshospitalet определили точные нейроны, которые больше всего страдают от эпилепсии. Некоторые из них никогда раньше не связывали с эпилепсией. Новые нейроны могут способствовать эпилептогенезу – процессу, в результате которого в нормальном мозге развивается эпилепсия – и поэтому могут быть идеальными целями лечения.
"Наши результаты потенциально позволяют разработать совершенно новые терапевтические подходы, адаптированные к конкретным нейронам, которые не работают в случаях эпилепсии. Это может быть прорыв в персонализированном медицинском лечении пациентов, страдающих эпилептическими припадками," говорит доцент Константин Ходосевич из Biotech Research & Инновационный центр (BRIC), факультет здравоохранения и медицинских наук.
Большой шаг к более эффективным лекарствам
Это первое исследование, посвященное изучению влияния эпилепсии на каждый нейрон эпилептической зоны человеческого мозга. Исследователи проанализировали более 117000 нейронов, что делает его крупнейшим на сегодняшний день набором данных по отдельным клеткам для расстройства мозга.
Нейроны были выделены из ткани, удаленной от пациентов, оперированных в рамках Датской программы хирургии эпилепсии в Rigshospitalet в Копенгагене.
"У этих пациентов продолжаются судороги, несмотря на наилучшую возможную комбинацию противосудорожных препаратов. К сожалению, это касается 30-40% больных эпилепсией. Активная эпилепсия имеет серьезные физические, когнитивные, психиатрические и социальные последствия для пациентов и их семей. Более точное понимание клеточного механизма эпилепсии могло бы стать важным шагом вперед в разработке лекарств, специально направленных против эпилептогенного процесса, по сравнению с нынешним способом действия, снижающим возбудимость нейронов в целом по всему мозгу ”, – говорит доцент Ларс Пинборг, руководитель Датская программа хирургии эпилепсии в Rigshospitalet.
От нейронального супа к анализу отдельных клеток
Исследование группы Ходосевич отличается от предыдущей работы тем, что использует анализ отдельных клеток. В более ранних исследованиях поведения нейронов в отношении эпилепсии был взят кусок человеческого мозга и изучены все нейроны вместе как группа или “ нейронный суп ”." При использовании этого подхода больные клетки и здоровые клетки смешиваются вместе, что делает невозможным определение потенциальных целей лечения.
"Разделив нейроны на многие тысячи отдельных клеток, мы можем анализировать каждую из них по отдельности. Из этого огромного количества отдельных клеток мы можем точно определить, какие нейроны поражены эпилепсией. Мы даже можем сделать шкалу от наименее затронутых до наиболее пострадавших, что означает, что мы можем идентифицировать молекулы с наиболее многообещающим потенциалом, которые могут стать эффективными терапевтическими мишенями," говорит Ходосевич.
Следующим шагом будет изучение идентифицированных нейронов и того, как их функциональные изменения влияют на эпилептические припадки. Надежда состоит в том, чтобы затем найти молекулы, которые могут восстановить связанную с эпилепсией функцию нейронов до нормального состояния и подавить генерацию припадков.
Расширение знаний об основных механизмах эпилепсии
Исследование подтверждает экспрессию ключевых генов, известных из ряда предыдущих исследований, но также является резким расширением знаний по этому вопросу. Ранее исследования экспрессии генов идентифицировали пару сотен генов, которые изменяются при эпилепсии.
"Мы показываем, что сложность экспрессии генов при эпилепсии намного больше, чем было известно ранее. Дело не в изменении горстки или нескольких сотен генов. Наше исследование доказывает, что тысячи генов в разных нейронах изменяют свою экспрессию при эпилепсии. Из этих тысяч изменений экспрессии генов мы определили те, которые, скорее всего, способствуют эпилептогенезу. Пришло время доказать это функционально," говорит Константин Ходосевич.