Модель уточняет тип смертельных припадков при эпилепсии

Исследователи разработали модель для изучения одного типа семейной эпилепсии, открывая дверь к пониманию – и, в конечном итоге, к выявлению – механизмов, которые приводят к заболеванию и связанным с ним смертельным случаям.

Исследование, опубликованное в журнале Анналы неврологиираскрывает понимание взаимодействия между дыханием, частотой сердечных сокращений и активностью мозга во время смертельных припадков.

Мутации в гене под названием DEPDC5 являются распространенной причиной семейной фокальной эпилепсии и повышают риск внезапной неожиданной смерти при эпилепсии (SUDEP), разрушительного последствия эпилепсии, которое занимает второе место после инсульта по количеству потенциальных лет жизни, потерянных из-за неврологических заболеваний. Но ученым не удалось определить основные процессы, которые приводят к SUDEP при эпилепсии, связанной с DEPDC5.

«Без четкого понимания точных механизмов, которые управляют SUDEP, чрезвычайно трудно предсказать его возникновение у пациентов», — говорит Ю Ван, доцент кафедры неврологии Медицинской школы Мичиганского университета, который также работает с пациентами с эпилепсией в Мичиганском медицинском центре. «Наличие точной модели, которую мы можем изучить на молекулярном уровне, имеет важное значение для понимания сложной патофизиологии этого состояния и определения терапевтических целей».

Модельные организмы являются важным инструментом для получения информации о здоровье и болезнях человека, что имеет важное значение для лечения пациентов. Понимая, как генетическая мутация изменяет активность внутри клеток или даже связь между различными системами организма, исследователи могут, например, обнаружить конкретные белки, на которые можно воздействовать с помощью терапии. Однако на сегодняшний день в этой области отсутствовала точная модель эпилепсии, связанной с DEPDC5, на животных.

Теперь команда под руководством Вана и нейробиолога Пэн Ли из Университета УМ точно резюмировала модель эпилепсии, связанной с DEPDC5, в модельном организме млекопитающих, что позволяет исследователям лучше понять, что происходит у пациентов с эпилепсией, связанной с DEPDC5, и что приводит к повышенному риску для них. из СУДЭП.

«Эта генетическая модель дает нам возможность дополнительно проверить, что вызывает физические изменения, которые происходят перед SUDEP, и что вызывает эпилепсию», — говорит Ли, преподаватель университетского Института наук о жизни и доцент кафедры молекулярной и интегративной терапии. физиологии в Медицинской школе Мичиганского университета. «Это поможет нам действительно сосредоточиться на типах клеток, которые затронуты, а затем выяснить — и, в конечном итоге, нацелиться — на молекулярные пути, вызывающие эти изменения».

С помощью этой модели команда выявила уникальную закономерность в судорогах со смертельным исходом, связанных с DEPDC5.

Как только они определили, что животные точно воспроизводят характеристики, обнаруженные у людей с эпилепсией, связанной с DEPDC5, включая тип и частоту приступов, а также приблизительный возраст, когда в среднем возникает SUDEP, исследователи начали записывать данные об их характере дыхания, сердечной функции. и активность нейронов. Их целью было собрать исходную информацию о здоровье животных, а также наблюдать, как эти функции изменяются во время естественных судорог.

В случаях смертельных припадков частота дыхания животных значительно возрастала еще до изменения частоты сердечных сокращений или электрической активности мозга, а затем полностью прекращалась. Когда приступы прекратились, сердцебиение возобновилось, но дыхание полностью прекратилось и так и не восстановилось, что привело к фатальной нехватке кислорода.

Исследователи также обнаружили нарушения дыхания во время несмертельных припадков и даже в базовой частоте дыхания животных. Команда считает, что эти результаты указывают на дефект в цепи управления дыханием головного мозга, который делает животных более уязвимыми во время судорог, что может способствовать увеличению уровня SUDEP при эпилепсии, связанной с DEPDC5.

«Похоже, что дыхание — это первая физиологическая функция, на которую влияет эпилепсия, еще до того, как мы сможем обнаружить какие-либо изменения в электрической активности мозга», — говорит Ли, который также является доцентом кафедры биологии и материаловедения в Школе Мичиганского университета. Стоматология. «Эти результаты намекают как на потенциальное лечение — вентиляцию животных во время эпизода эпилепсии для восстановления дыхания — так и на потенциальный биомаркер для прогнозирования риска развития SUDEP у пациентов с эпилепсией».

Джек Пэрент, содиректор Мичиганского медицинского центра комплексного лечения эпилепсии и один из соавторов исследования, говорит, что SUDEP — это осложнение эпилепсии, которого больше всего боятся пациенты и их семьи.

«Эта работа дает им некоторую надежду на то, что область исследований эпилепсии добивается прогресса в понимании механизмов SUDEP, выявлении потенциальных биомаркеров для тех, кто находится в группе риска, и разработке мер для предотвращения этих катастрофических событий», — говорит он.

Источник: университет Мичигана