Изследването може да отвори пътя за лечение на различни форми на придобита епилепсия и гърчове, които са резултат от мозъчно увреждане, причинено от травма, инфекция или тумори в мозъка.
От 1893 г. учените са наясно с мистериозни структури, наречени периневронални мрежи, увити около неврони, но функцията на тези мрежи остава неизвестна. Въпреки това група учени от Университета на Вирджиния, водени от Харалд Сонтхаймер (Harald Sontheimer), установиха, че тези мрежи модулират електрическите импулси в мозъка. Нещо повече, те откриха, че припадъци могат да възникнат, когато мрежите се разтварят. Резултатите от работата бяха публикувани в списанието Nature Communications.
Първоначално изследователите направиха това откритие при мишки, страдащи от епилепсия, причинена от фатален рак на мозъка, наречен глиобластом, първият симптом на който често са гърчове. Глиобластомът е единственият рак, който може да расте в космоса. Тъй като черепът блокира рака да се разширява навън, туморът произвежда прекомерно количество възбуждащ химичен невротрансмитер (глутамат), който убива близките здрави клетки, за да направи място за растеж.
В допълнение към глутамата, туморът отделя ензим, който унищожава околния извънклетъчен матрикс, гелоподобно вещество, което задържа мозъчните клетки на място. Глиобластомите са силно злокачествени и е известно, че могат да се разпространяват в тялото. Секретираният ензим е един вид нож, който реже раковите клетки, позволявайки им да се движат свободно.
За тяхна изненада учените също така наблюдават как ензимът атакува периневроналните мрежи, обвити около GABA-инхибиращи неврони (гама-аминомаслена киселина), които помагат за предотвратяване на гърчове.
Италианският невролог Камило Голджи за пръв път открива периневроналните мрежи през 1893 г., но след това погрешно разбира тяхната функция. Голджи нарече мрежите „корсет“и каза, че те най-вероятно пречат на обмена на съобщения между невроните. Изследването на Sontheimer опровергава това. Ученият, от друга страна, установи, че мрежите поддържат съобщения. Невроните, покрити с периневронални мрежи, имат по-нисък капацитет на мембраната и способността да съхраняват електрически заряд, което означава, че те могат да изстрелват импулс и да се презареждат до два пъти по-бързо от невключените в мрежа неврони.
Когато изведнъж загубят своите периневрални мрежи, резултатите могат да бъдат катастрофални: Прилагайки този ензим върху мозък без тумор, учените видяха, че самото ензимно разграждане на периневралните мрежи е достатъчно, за да провокира гърчове - дори когато невроните остават непокътнати.
Сега изследователите се фокусират върху това как периневралните мрежи могат да играят при други форми на придобита епилепсия - например от нараняване на главата или мозъчна инфекция - което ще ги приближи до разработването на ефективно лекарство.
Промоционално видео:
„Разгадахме 125-годишната мистерия на неврологията! Това е основната наука - да поддържаме отворен и наблюдателен ум и да отговаряме на стари и нови въпроси “, казва Сонтхаймер.
Според Световната здравна организация над 50 милиона души по света страдат от епилепсия, една трета от които не са податливи на известни антиепилептични лечения.
Дмитрий Мазалевски