Az epilepszia és a vele járó rohamok genetikai eredetűek lehetnek, de előfordulhatnak agysérülést vagy agyvérzést követően is. Bármi legyen is az ok, a rohamok világszerte 50 millió embert érintenek, és közülük riasztóan sokan, 15 millióan nem kapnak hatékony kezelést az állapotukra. Ráadásul sok rendelkezésre álló terápia gyengítő mellékhatásokkal jár, amelyek megakadályozzák a betegeket abban, hogy normális életet éljenek.

Fényt használva a rohamok lecsillapítására

Jeanne Paz, PhD, a Gladstone Institutes segédkutatója megpróbál változtatni ezen a nehéz valóságon. A Nature Neuroscience című szakfolyóiratban közzétett úttörő tanulmányában Dr. Paz az optogenetika nevű hatékony kutatási eszközt használta a roham leállítására, amint az elkezdődik, megnyitva ezzel az alternatív terápiák előtt az utat.

Az optogenetikával a tudósok képesek az agy speciálisan módosított sejtjeit be- vagy kikapcsolni, csupán egy fénynek az adott területre történő irányításával. Bár ez a technika jelenleg csak állatmodellekben áll rendelkezésre, fontos ablakot nyit az agyra általában – feltárja a különböző sejtek szerepét, és lehetséges új célpontokat azonosít az emberi gyógyszeres kezelésekhez.

Az epilepsziával kapcsolatos tanulmányban Dr. Paz optogenetikát alkalmazott egy egérmodellben, hogy elhallgattassa a rohamokat okozó hiperaktív agysejteket, rövidre zárva a rohamokat. Ehhez elektroenkefalográfot (EEG) használt, hogy érzékelje a rohamot, amint az elkezdődött. Az EEG ezután egy fényt indított be az egér agyában, amely azonnal blokkolta a sejtek abnormális aktivitását.

“Ez volt az első olyan demonstráció, amellyel sikerült valós időben megállítani egy rohamot” – mondja Dr. Paz. “Azzal, hogy a rohamot a kialakulásakor megszakítjuk, megakadályozhatjuk, hogy kialakuljon és átterjedjen az agy más részeire.”

Az agy fojtó pontjainak megcélzása

Dr. Paz egy másik egyedülálló megközelítést alkalmazott a tanulmányában. Ahelyett, hogy az agykéregnek arra a részére összpontosított volna, ahol a roham kezdődött, a thalamusnak nevezett területen lévő sejteket kezelte. A talamusz egyfajta reléállomásként működik az agyban, bemenetet kap az agykéregből, és jeleket vetít vissza a különböző régiókba. Dr. Paz úgy véli, hogy a talamusz “fojtópontként” szolgálhat az agykérgi rohamok számára, és ennek a területnek a megcélzása megállíthatja az abnormális agyi aktivitást, mielőtt az tovább terjedne.

“A roham kezdete hihetetlenül gyors, és szinte lehetetlen elkapni” – magyarázza Dr. Paz. “De onnantól kezdve egy nagyméretű hálózatot kapcsol be, és sok különböző agyterület vesz részt benne. Ezért ahelyett, hogy a roham eredetére összpontosítanánk, amelyet nem biztos, hogy időben azonosítunk, azt javasoljuk, hogy a hálózat egy stratégiai pontját keressük – egy fojtópontot, amely elvághatja az abnormális aktivitást.”

Jelenleg Dr. Paz ezt a módszert a traumás agysérülés vagy stroke következtében kialakuló agykérgi epilepsziákon teszteli. Reméli azonban, hogy a fojtópont-elmélet az agy más területein kialakuló epilepsziák, például a halántéklebeny-epilepszia esetében is hasznosnak bizonyul majd, amelynek nagyobb valószínűséggel van genetikai oka. A következő lépés az, hogy fojtópontokat találjanak más típusú rohamrendellenességeknél, és megnézzék, hogy ugyanilyen erős hatásuk van-e.

Míg az agy egészséges részének kezelése ellentmondásosnak tűnhet, Dr. Paz szerint az optogenetikával az agyra csak akkor hatnak, amikor roham történik. Ez csökkenti a kezelés esetleges mellékhatásait. Ezzel szemben a rohamgyógyszerek krónikus és globális hatást gyakorolnak az agyműködésre, az agy szinte minden területére állandóan hatással vannak. Ez kellemetlen mellékhatásokat eredményezhet, például letargiát, szédülést és koncentrációs nehézségeket.

“Az optogenetika szépsége, hogy nincs negatív hatással a normál agyi aktivitásra” – mondja Dr. Paz. “A mi egérmodellünkben a terápia semmilyen módon nem befolyásolta az olyan viselkedési formákat, mint az evés, az alvás vagy a mozgás.”

Az alapkutatás lefordítása kezelésekre

Noha az optogenetika még nem alkalmazható embereken, Dr. Paz úgy véli, hogy hasonló terápiákat, például mély agyi stimulációt alkalmazhatunk majd, hogy valós időben egy adott területet célozzunk meg a rohamok leállítására. Emellett az e kutatásból nyert meglátások segíthetnek a tudósoknak olyan új gyógyszerek kifejlesztésében is, amelyek szelektívebben hatnak egy adott régióra vagy agysejttípusra.

“Az optogenetikát alkalmazó tanulmányok hatalmas hatást gyakorolhatnak a transzlációs kutatásra” – mondja. “A jobb epilepsziakezelések emberek millióinak életminőségét fogják javítani.”