Výzkum může otevřít cestu k léčbě různých forem získané epilepsie a záchvatů, které jsou výsledkem poškození mozku způsobeného traumatem, infekcí nebo nádory v mozku.
Od roku 1893 si vědci byli vědomi záhadných struktur zvaných perineurální sítě obalené kolem neuronů, ale funkce těchto sítí zůstala neznámá. Skupina vědců z Virginské univerzity vedená Haraldem Sontheimerem (Harald Sontheimer) však zjistila, že tyto sítě modulují elektrické impulsy v mozku. Navíc zjistili, že záchvaty mohou nastat, když se sítě rozpustí. Výsledky práce byly publikovány v časopise Nature Communications.
Vědci tento objev původně provedli u myší trpících epilepsií způsobenou smrtelnou rakovinou mozku zvanou glioblastom, jejímž prvním příznakem jsou často záchvaty. Glioblastom je jediná rakovina, která může růst ve vesmíru. Protože lebka blokuje rakovinu v rozšiřování směrem ven, nádor produkuje přebytek excitačního chemického neurotransmiteru (glutamát), který zabíjí blízké zdravé buňky, aby vytvořil prostor pro růst.
Kromě glutamátu vylučuje nádor enzym, který ničí okolní extracelulární matrix, gelovitou látku, která udržuje mozkové buňky na místě. Glioblastomy jsou vysoce maligní a je o nich známo, že se mohou v těle šířit. Vylučovaný enzym je druh nože, který rozřezává rakovinné buňky a umožňuje jim volný pohyb.
K jejich překvapení vědci také sledovali, jak enzym napadá perineuronální sítě obalené kolem neuronů inhibujících GABA (kyselina gama-aminomáselná), které pomáhají předcházet záchvatům.
Italský neurolog Camillo Golgi poprvé objevil perineuronální sítě v roce 1893, ale poté nepochopil jejich funkci. Golgi nazval sítě „korzetem“a řekl, že s největší pravděpodobností zasahují do výměny zpráv mezi neurony. Sontheimerova studie to vyvrací. Vědec na druhé straně zjistil, že sítě podporují zasílání zpráv. Neurony pokryté perineuronálními sítěmi mají nižší kapacitu membrány a schopnost ukládat elektrický náboj, což znamená, že mohou vystřelit pulz a dobít se až dvakrát rychleji než neurony nesíťované.
Když náhle ztratí své perineurální sítě, mohou být výsledky katastrofické: aplikací tohoto enzymu do mozku bez nádoru vědci zjistili, že samotná enzymatická degradace perineurálních sítí stačí k vyvolání záchvatů - i když neurony zůstaly neporušené.
Vědci se nyní zaměřují na to, jak mohou perineurální sítě hrát při jiných formách získané epilepsie - například při poranění hlavy nebo při mozkové infekci -, které je posunou blíže k vývoji účinné drogy.
Propagační video:
"Vyřešili jsme 125 let staré tajemství neurologie!" To je základní věda - udržovat otevřenou a pozornou mysl a odpovídat na staré i nové otázky, “říká Sontheimer.
Podle Světové zdravotnické organizace více než 50 milionů lidí na celém světě trpí epilepsií, z nichž třetina není náchylná ke známé antiepileptické léčbě.
Dmitrij Mazalevskij