Epilepsia și crizele care o însoțesc pot avea o origine genetică sau pot apărea în urma unei leziuni cerebrale sau a unui accident vascular cerebral. Oricare ar fi cauza, convulsiile afectează 50 de milioane de persoane din întreaga lume, iar un număr alarmant de 15 milioane dintre aceste persoane nu beneficiază de un tratament eficient pentru afecțiunea lor. Mai mult, multe dintre terapiile disponibile au efecte secundare debilitante care îi împiedică pe pacienți să ducă o viață normală.

Utilizarea luminii pentru a liniști o criză

Jeanne Paz, PhD, cercetător asistent la Gladstone Institutes, încearcă să schimbe această realitate dificilă. Într-un studiu revoluționar publicat în Nature Neuroscience, Dr. Paz a folosit un instrument de cercetare puternic numit optogenetică pentru a opri o criză de îndată ce începe, deschizând ușa pentru terapii alternative.

Cu ajutorul optogeneticii, oamenii de știință pot activa sau dezactiva celulele special modificate din creier doar prin simpla strălucire a unei lumini în regiunea respectivă. Deși această tehnică este în prezent disponibilă doar pe modele animale, ea oferă o fereastră importantă către creier în general – dezvăluind rolurile pe care le joacă diferite celule și identificând noi ținte potențiale pentru tratamente medicamentoase la om.

În studiul privind epilepsia, Dr. Paz a folosit optogenetica pe un model de șoarece pentru a reduce la tăcere celulele hiperactive ale creierului care provoacă crize, scurtând atacurile. Pentru a face acest lucru, ea a folosit un electroencefalograf (EEG) pentru a detecta o criză imediat ce a început. EEG-ul a declanșat apoi aprinderea unei lumini în creierul șoricelului, blocând imediat activitatea anormală a celulelor.

„Aceasta a fost prima demonstrație că am putut opri o criză în timp real”, spune Dr. Paz. „Prin întreruperea unei crize în momentul declanșării ei, putem preveni dezvoltarea și răspândirea acesteia în alte părți ale creierului.”

Targeing Choke Points in the Brain

Dr. Paz a folosit o altă abordare unică în studiul său. În loc să se concentreze pe partea din cortex unde a început criza, ea a tratat celulele din aval, într-o zonă numită talamus. Talamusul acționează ca un fel de stație de releu în creier, primind intrări de la cortex și proiectând semnale înapoi în diferite regiuni. Dr. Paz crede că talamusul poate servi ca un „punct de sufocare” pentru convulsiile corticale și vizând această zonă poate opri activitatea anormală a creierului înainte ca aceasta să se răspândească mai departe.

„Începutul unei crize este incredibil de rapid și aproape imposibil de prins”, explică Dr. Paz. „Dar, de acolo, angajează o rețea pe scară largă și o mulțime de zone diferite ale creierului devin implicate. Deci, în loc să ne concentrăm pe originea crizei, pe care s-ar putea să nu o identificăm la timp, propunem să mergem după un punct strategic în rețea – un punct de sufocare care poate întrerupe activitatea anormală.”

În prezent, Dr. Paz testează această metodă în epilepsiile corticale care rezultă în urma unei leziuni cerebrale traumatice sau a unui accident vascular cerebral. Cu toate acestea, ea speră că teoria punctului de sufocare se va dovedi benefică și în epilepsiile care își au originea în diferite zone ale creierului, cum ar fi epilepsia lobului temporal, care este mai probabil să aibă o cauză genetică. Următorul pas este de a găsi puncte choke pentru alte tipuri de tulburări convulsive și de a vedea dacă acestea au același efect puternic.

În timp ce ar putea părea contra-intuitiv să tratezi o parte sănătoasă a creierului, Dr. Paz spune că prin optogenetică creierul este afectat doar atunci când are loc o criză. Acest lucru reduce orice posibile efecte secundare ale tratamentului. În schimb, medicamentele pentru convulsii au un impact atât cronic, cât și global asupra funcției cerebrale, afectând aproape toate zonele creierului în permanență. Acest lucru poate duce la efecte secundare neplăcute, cum ar fi letargie, amețeli și dificultăți de concentrare.

„Frumusețea optogeneticii este că nu există niciun impact negativ asupra activității normale a creierului”, spune Dr. Paz. „În modelul nostru de șoarece, terapia nu a afectat în niciun fel comportamente precum mâncatul, somnul sau mișcarea.”

Transpunerea cercetării de bază în tratamente

Deși optogenetica nu este încă posibilă la oameni, Dr. Paz crede că am putea fi capabili să folosim terapii similare, cum ar fi stimularea profundă a creierului, pentru a ținti o zonă specifică în timp real pentru a opri o criză. În plus, cunoștințele dobândite în urma acestei cercetări ar putea, de asemenea, să ajute oamenii de știință să dezvolte noi medicamente care sunt mai selective pentru o anumită regiune sau un anumit tip de celule cerebrale.

„Studiile care utilizează optogenetica au capacitatea de a avea un impact enorm asupra cercetării translaționale”, spune ea. „Tratamente mai bune pentru epilepsie vor îmbunătăți calitatea vieții pentru milioane de oameni.”

.