Epilepsie a záchvaty, které ji provázejí, mohou mít genetický původ nebo se mohou objevit po poranění mozku či mrtvici. Ať už je příčina jakákoli, záchvaty trpí 50 milionů lidí na celém světě a alarmujících 15 milionů z nich nemá účinnou léčbu svého onemocnění. Mnoho dostupných léčebných postupů má navíc vysilující vedlejší účinky, které pacientům brání v normálním životě.

Pomocí světla ztišíme záchvat

Jeanne Paz, PhD, odborná asistentka v Gladstone Institutes, se snaží tuto tíživou realitu změnit. V převratné studii publikované v časopise Nature Neuroscience použila Dr. Paz výkonný výzkumný nástroj zvaný optogenetika k zastavení záchvatu ihned po jeho začátku, čímž otevřela dveře alternativní léčbě.

Pomocí optogenetiky mohou vědci zapnout nebo vypnout speciálně upravené buňky v mozku pouhým rozsvícením světla v dané oblasti. Ačkoli je tato technika v současné době dostupná pouze na zvířecích modelech, poskytuje důležité okno do mozku obecně – odhaluje role, které různé buňky hrají, a identifikuje potenciální nové cíle pro léčbu léky u lidí.

Ve studii epilepsie použil Dr. Paz optogenetiku na myším modelu k umlčení hyperaktivních mozkových buněk, které způsobují záchvaty, a zkrátil tak jejich trvání. K tomu použila elektroencefalograf (EEG), který odhalí záchvat ihned po jeho začátku. EEG pak spustilo v myším mozku světlo, které okamžitě zablokovalo abnormální aktivitu buněk.

„Byla to první ukázka toho, že jsme mohli zastavit záchvat v reálném čase,“ říká Dr. Paz. „Přerušením záchvatu v okamžiku jeho vzniku můžeme zabránit jeho rozvoji a rozšíření do dalších částí mozku.“

Zacílení na záchytné body v mozku

Dr. Pazová použila ve své studii další unikátní přístup. Místo aby se zaměřila na část mozkové kůry, kde záchvat začal, léčila buňky níže v oblasti zvané thalamus. Thalamus funguje v mozku jako jakási retranslační stanice, která přijímá vstupní informace z mozkové kůry a vysílá signály zpět do různých oblastí. Doktorka Pazová se domnívá, že thalamus může sloužit jako „záchytný bod“ pro korové záchvaty a cílení na tuto oblast může zastavit abnormální mozkovou aktivitu dříve, než se rozšíří dál.

„Začátek záchvatu je neuvěřitelně rychlý a je téměř nemožné ho zachytit,“ vysvětluje doktorka Pazová. „Odtud se však zapojuje rozsáhlá síť a zapojuje se spousta různých oblastí mozku. Takže místo toho, abychom se zaměřili na počátek záchvatu, který bychom nemuseli včas identifikovat, navrhujeme jít po strategickém bodě v síti – po místě, které může abnormální aktivitu přerušit.“

V současné době Dr. Paz testuje tuto metodu u kortikálních epilepsií, které jsou důsledkem traumatického poranění mozku nebo mrtvice. Doufá však, že se teorie dusicího bodu ukáže jako přínosná i u epilepsií, které vznikají v jiných oblastech mozku, jako je například epilepsie spánkového laloku, u níž je pravděpodobnější, že má genetickou příčinu. Dalším krokem je najít dusivé body pro jiné typy záchvatových onemocnění a zjistit, zda mají stejně silný účinek.

Ačkoli se může zdát, že léčit zdravou část mozku je kontraintuitivní, doktorka Pazová říká, že pomocí optogenetiky je mozek ovlivňován pouze tehdy, když dochází k záchvatu. Tím se snižují případné vedlejší účinky léčby. Naproti tomu léky proti záchvatům mají chronický i globální dopad na funkci mozku a ovlivňují téměř všechny oblasti mozku po celou dobu. To může mít za následek nepříjemné vedlejší účinky, jako je letargie, závratě a potíže se soustředěním.

„Krása optogenetiky spočívá v tom, že nemá žádný negativní dopad na normální činnost mozku,“ říká doktor Paz. „Na našem myším modelu terapie nijak neovlivnila chování, jako je jídlo, spánek nebo pohyb.“

Převedení základního výzkumu do léčby

Přestože optogenetika zatím není možná u lidí, Dr. Paz věří, že budeme schopni použít podobné terapie, jako je hluboká mozková stimulace, abychom se v reálném čase zaměřili na určitou oblast a zastavili záchvat. Poznatky získané z tohoto výzkumu navíc mohou vědcům pomoci vyvinout nové léky, které budou selektivnější k určité oblasti nebo typu mozkových buněk.

„Studie využívající optogenetiku mohou mít obrovský dopad na translační výzkum,“ říká. „Lepší léčba epilepsie zlepší kvalitu života milionů lidí.“

„Lepší léčba epilepsie zlepší kvalitu života milionů lidí.