Эпилепсия – очень распространенное неврологическое расстройство. Примерно треть пациентов устойчивы к доступным в настоящее время методам лечения. Команда исследователей под руководством Института клеточной нейробиологии Боннского университета обнаружила новую причину, объясняющую развитие височной эпилепсии: на ранней стадии астроциты не связаны друг с другом. Это приводит к внеклеточному накоплению ионов калия и нейромедиаторов, что вызывает повышенную возбудимость нейронов. Результаты заранее публикуются онлайн в журнале Brain. Печатная версия будет опубликована в мае.
Примерно два процента населения страдает эпилепсией. "Несмотря на интенсивные исследования, причины этого заболевания до сих пор остаются неясными," говорит проф. Доктор. Кристиан Штайнхойзер, директор Института клеточной неврологии Боннского университета. Примерно одна треть пациентов резистентны к терапии. "При некоторых частых формах, таких как височная эпилепсия, этот процент даже значительно выше," говорит исследователь. По этой причине ученые ищут новые стратегии в исследованиях эпилепсии для разработки новых, более эффективных терапевтических подходов.
Астроциты: от "клей для мозга" важному партнеру нейронам
Один из таких новых подходов к исследованию причин эпилепсии был найден командой, работающей с проф. Steinhäuser. Совместно с нейрохирургами из больницы Боннского университета и специалистами по эпилепсии из университетской больницы Фрайбурга Институт клеточной неврологии Боннского университета исследовал функциональные свойства астроцитов. Это клетки нервной системы, принадлежащие к глиальным клеткам. Первоначально они считались "клей" удерживают мозг вместе, но в последние годы астроциты все чаще оказываются важными партнерами нейронов.
Накопление ионов калия приводит к повышенной возбудимости
"В исследованиях эпилепсии преобладает предположение, что измененные свойства нейронов вызывают эпилепсию," говорит проф. Steinhäuser. Его рабочая группа теперь продемонстрировала, что сбои в работе глиальных клеток играют решающую роль в развитии эпилепсии. Исследователи обнаружили, что в мозговой ткани, удаленной у пациентов с височной эпилепсией, полностью отсутствуют астроциты. "В этом состоянии невозможно сформировать функциональные сети связанных астроцитов," говорит первый автор доктор. Питер Беднер. Поскольку астроцитарные сети отсутствуют, ионы калия и нейротрансмиттеры, такие как глутамат, которые важны для передачи сигнала, могут накапливаться в этой ткани. Это приводит к повышенной возбудимости пораженных нейронов и, в конечном итоге, к эпилептическим припадкам.
Является ли потеря астроцитарной связи причиной эпилепсии или это просто следствие повышенной возбудимости?? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые специально разработали мышиную модель, которая воспроизводит ключевые характеристики височной эпилепсии у людей. "В этой модели мы смогли продемонстрировать, что во время развития эпилепсии связь между астроцитами теряется очень рано, а изменения в нейронах наблюдаются только позже," докладывает проф. Steinhäuser.
Отцепление обратимо на ранней стадии
Ученые подозревают, что разобщение астроцитов опосредовано воспалением. Причиной этого, вероятно, являются так называемые цитокины, которые выделяются в головном мозге активированными клетками микроглии или астроцитами. "Нам удалось продемонстрировать, что разобщение астроцитов – по крайней мере, на ранней стадии эпилепсии – можно обратить вспять," говорит проф. Steinhäuser. Теперь ученые надеются, что их результаты фундаментальных исследований позволят разработать новые методы лечения височной эпилепсии.