Ученые из Медицинского колледжа Бейлора (Baylor College of Medicine) описали ранее неизвестный механизм, который влияет на возникновение эпилепсии и связанных с ней когнитивных расстройств. Исследователи обнаружили генетическую мутацию, способную вызвать изменение в функционировании кальциевых каналов, нарушающее внутриутробное развитие мозга. Ученые доказали, что даже небольшая вариация может влиять на процессы в головном мозге задолго до начала приступов эпилепсии. Результаты работы опубликованы в журнале Neuron.
Исследование, проведенное в лаборатории нейрогенетики развития «Круг Синей Птицы» в Медицинском колледже Бейлора (Blue Bird Circle Developmental Neurogenetic Laboratory at Baylor), было посвящено мутации в гене Cacna1a, которая влияет на функционирование кальциевых каналов P/Q-типа — критически важных регуляторов высвобождения нейротрансмиттеров в головном мозге. Известно, что она связана с возникновением детской эпилепсии, но то, как именно она влияет на нейронные цепи на ранних стадиях развития, оставалось неясным.
Чтобы понять, как точечная мутация, воздействующая на функционирование кальциевых каналов, меняет весь генетический путь развития головного мозга, аспирантка Саманта Томпсон (Samantha Thompson) и доцент кафедры неврологии Медицинского колледжа Бейлора доктор Цин-Лун Мяо (Dr. Qing-Long Miao) использовали мышиную модель, имитирующую абсансную эпилепсию в детском возрасте.
Это заболевание характеризуется аномальными кортикальными спайк-волновыми разрядами, возникающими в таламокортикальных цепях, связывающих таламус и кору головного мозга, которые регулируют сознание, внимание и сенсомоторное стробирование.
«Известно, что мутации, приводящие к потере функции кальциевых каналов P/Q-типа, нарушают высвобождение нейротрансмиттеров, мы обнаружили, что они еще и повышают возбудимость таламуса», — говорит Мяо.
Исследовательская группа выявила, что мутация значительно увеличивает экспрессию двух проэпилептических генов, которые ранее уже связывали с развитием абсансной эпилепсии у детей. Также оказалось, что измененные кальциевые каналы активируют основной сигнальный механизм роста в мозге, известный как каскад Wnt (Wnt-сигнализация), вызывая чрезмерную пролиферацию таламусных нейронов-передатчиков — клеток, критически важных для регулирования сознания и обработки сенсорной информации.
«Пик роста нейронов начинается еще до рождения, это указывает на то, что корни расстройства лежат гораздо глубже. Полученные результаты подчеркивают, что основной период уязвимости приходится на пренатальное развитие, это часто упускали при исследованиях эпилепсии», — пояснила Томпсон.
Авторы предполагают, что одновременная дисрегуляция двухгенных путей, связанных с эпилепсией, является причиной плохой реакции некоторых детей на стандартные противосудорожные препараты, применяемые в качестве монотерапии.
«Понимание того, как взаимодействуют эти пути, и точное определение мишени могут изменить подход к лечению судорог и синдрома дефицита внимания при детской эпилепсии. Полученные результаты показывают, что унаследованные мутации, влияющие на ионные каналы, связаны не только с электрической передачей сигналов, но и с траекторией развития мозговых цепей», — пояснил доктор Джеффри Ноэбельс (Dr. Jeffrey Noebels), директор лаборатории нейрогенетики развития «Круг Синей Птицы».
Исследование открывает новые возможности для более ранней диагностики и разработки методов лечения, направленных как на нейронную возбудимость, так и на сигнальные пути развития. В будущем это позволит улучшить результаты терапии у детей, страдающих эпилепсией и сопутствующими расстройствами нейроразвития.
Источник: medicalxpress.com