МикроРНК перспективна для лечения эпилепсии

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале ПНАС Journal группа исследователей исследовала роль микрорибонуклеиновой кислоты (миРНК) miR-335-5p в качестве потенциальной терапевтической мишени при эпилепсии путем регулирования возбудимости нейронов посредством модуляции потенциалзависимых натриевых каналов (VGSC).

Изучать: МикроРНК-335-5p подавляет экспрессию потенциалзависимых натриевых каналов и может быть мишенью для контроля приступов. Изображение предоставлено: SewCreamStudio/Shutterstock.com

Фон

Эпилепсией страдают миллионы людей во всем мире, и современные противосудорожные препараты (ППС) нацелены на VGSC. Однако некоторые формы эпилепсии, такие как синдром Драве, устойчивы к лечению из-за потери функции VGSC. Чтобы разработать более эффективные методы лечения, исследователи изучают микроРНК, которые регулируют экспрессию генов.

MiRNAs могут контролировать экспрессию VGSC, что делает их привлекательными терапевтическими мишенями. Триангуляция наборов данных микроРНК и изучение изменений микроРНК, вызванных эффективными ASM, может выявить потенциальные терапевтические микроРНК для лечения эпилепсии.

Каннабидиол (КБД), одобренный для лечения резистентной эпилепсии, является примером эффективного АСМ с неизвестным механизмом действия, что требует дальнейшего изучения.

Об исследовании

Исследование было сосредоточено на изучении эпилепсии с использованием животных моделей. Животных содержали в контролируемых условиях с 12-часовым циклом свет-темнота, надлежащей температурой и влажностью, при свободном доступе к пище и воде.

Исследователи использовали две модели эпилепсии: модель PPS височной эпилепсии (TLE) у крыс и модель пентилентетразола (PTZ) у мышей. Для модели стимуляции перфорантного пути (PPS) были имплантированы электроды, и судороги были вызваны с помощью парных импульсных стимулов. Для модели PTZ мыши получали конвульсивную дозу PTZ, чтобы вызвать судороги.

Различные виды лечения применялись для изучения их влияния на эпилепсию. Они модулировали микроРНК с помощью инъекций антисмысловых олигонуклеотидов «антимир» и вирусных частиц, экспрессирующих специфические микроРНК. Кроме того, они вводили CBD, соединение, полученное из каннабиса, для изучения его потенциального воздействия на эпилепсию.

Исследователи проанализировали экспрессию микроРНК и мРНК в тканях мозга животных. Они также идентифицировали взаимодействие miRNA-мишень и провели анализ обогащения путей, чтобы понять молекулярные механизмы, участвующие в эпилепсии.

Наконец, электрофизиологические записи ex vivo и натриевые токи (I_Уже) записи в нейронах, полученных из плюрипотентных стволовых клеток, индуцированных человеком, были проведены для изучения эффектов манипуляций с микроРНК.

Все экспериментальные процедуры, такие как Директива Совета Европейского сообщества (2010/63/EU), соответствовали этическим принципам.

Результаты исследования

Это исследование было сосредоточено на миР-335-5p как на потенциальной терапевтической мишени для лечения резистентной эпилепсии. Они использовали подход триангуляции, объединяя данные из разных наборов данных для идентификации микроРНК, имеющих отношение к эпилепсии.

МиР-335-5p выделялась тем, что постоянно изменялась в субполях гиппокампа крыс, образцах плазмы человека и после лечения КБД у мышей.

Чтобы лучше понять функциональную роль miR-335-5p, исследователи исследовали ее мишени. Они обнаружили, что miR-335-5p регулирует несколько генов, кодирующих VGSCs, в том числе альфа-субъединицу 1 натриевого потенциалзависимого канала (SCN1A), альфа-субъединицу 2 натриевого потенциалзависимого канала (SCN2A) и альфа-субъединицу натриевого потенциалзависимого канала 3 (SCN3A), которые имеют решающее значение для возбудимости нейронов.

Анализ обогащения путей показал, что многие из мишеней miR-335-5p вовлечены в пути, связанные с возбудимостью нейронов, что дополнительно подтверждает его потенциальную роль в эпилепсии.

Авторы использовали индуцированные человеком нейроны, полученные из плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК), для подтверждения результатов в моделях, относящихся к человеческому мозгу. Ингибирование miR-335-5p в этих нейронах приводило к усилению VGSCs, подтверждая регулирующую роль miR-335-5p в возбудимости нейронов человека.

Кроме того, ингибирование миР-335-5p повышало предрасположенность к судорогам, в то время как сверхэкспрессия миР-335-5p с использованием вирусных векторов снижала тяжесть судорог и повышала выживаемость в ответ на судороги, вызванные PTZ.

Исследователи обнаружили, что поведенческие тесты не показали неблагоприятного воздействия модуляции миР-335-5p на когнитивные функции или естественное поведение у мышей, что указывает на ее потенциальную безопасность в качестве терапевтической мишени.

Обсуждение

В этом исследовании исследователи использовали комбинацию наборов данных биомаркеров эпилепсии, основанных на моделях, измененных лекарственными препаратами и человека, для идентификации микроРНК, которые регулируют возбудимость нейронов, что может иметь значение для контроля приступов.

Их подход, известный как триангуляция, привел к тому, что они сосредоточились на миР-335-5p, миРНК, которая в основном обнаруживается в головном мозге. Этот подход предоставил дополнительные мишени микроРНК для лечения эпилепсии по сравнению с другими методами.

MiR-335-5p изначально не считалась ведущим кандидатом, когда изучались только профили miRNA на животных моделях, что подчеркивает важность включения данных человека и различных источников профилирования miRNA. Интересно, что уровни miR-335-5p различаются у разных моделей, что может быть связано с временными и зависящими от активности изменениями экспрессии miRNA.

Исследователи обнаружили, что miR-335-5p играет роль в регуляции экспрессии VGSCs, которые имеют решающее значение для возбудимости нейронов.

Ингибирование миР-335-5p увеличивало уровни VGSC и возбудимость пирамидных нейронов у мышей, в то время как ее сверхэкспрессия оказывала противоположный эффект, снижая тяжесть приступов. Эти данные свидетельствуют о том, что miR-335-5p может быть потенциальной терапевтической мишенью для модулирования возбудимости нейронов при эпилепсии.

Более того, исследование продемонстрировало, что модуляция miR-335-5p не оказывает неблагоприятного влияния на когнитивные функции или естественное поведение у мышей, что указывает на ее потенциальную безопасность в качестве терапевтического подхода.

Выводы

Подводя итог, исследователи обнаружили, что нацеливание на миР-335-5p потенциально может разработать новые методы лечения эпилепсии, поскольку оно может влиять на VGSC и точно настраивать возбудимость нейронов, обеспечивая двунаправленный эффект, который может быть полезен при различных формах эпилепсии.

Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять роль miR-335-5p и ее потенциал в качестве терапевтической стратегии при эпилепсии и других неврологических расстройствах.