Optogenetica poate stopa crizele de epilepsie

Un grup de cercetători de la Universitățile din California San Francisco, Santa Cruz și Berkeley a realizat progrese semnificative în dezvoltarea unui potențial nou tratament pentru epilepsie. Aceștia au utilizat pulsuri de lumină pentru a preveni activitatea neuronală asemănătoare crizelor epileptice, folosind o tehnică denumită optogenetică.
Studiul a implicat utilizarea de țesut cerebral uman, prelevat de la pacienți cu epilepsie în timpul intervențiilor chirurgicale necesare tratamentului lor. Pentru a menține țesutul în viață pe durata mai multor săptămâni de cercetare, echipa a creat un mediu care imită condițiile din interiorul craniului, folosind un mediu nutritiv asemănător lichidului cerebrospinal.

Optogenetica presupune introducerea unor gene sensibile la lumină în neuroni specifici, folosind un virus inofensiv ca vehicul. Acești neuroni pot fi apoi activați sau dezactivați prin aplicarea de pulsuri de lumină, permițând cercetătorilor să controleze precis activitatea neuronală. Aceasta este prima demonstrație a utilizării optogeneticii pentru a controla activitatea epileptică în țesut cerebral uman viu, deschizând noi perspective pentru tratamentul altor boli neurologice.

Echipa a plasat țesutul cerebral pe un suport de electrozi microscopici, capabili să detecteze descărcările electrice dintre neuroni. În condiții normale, neuronii comunică prin semnale electrice la diferite frecvențe și timpi. În timpul unei crize epileptice, această activitate devine sincronizată, generând explozii de activitate electrică care perturbă funcționarea normală a creierului. Prin aplicarea pulsului de lumină, cercetătorii au reușit să prevină aceste explozii, dezactivând neuronii sensibili la lumină și restabilind activitatea normală.

Pentru a evita orice perturbare fizică a țesutului delicat, s-a dezvoltat un sistem de control de la distanță. Acesta a permis cercetătorilor să dirijeze experimentele de la UC Santa Cruz asupra țesutului aflat la UC San Francisco, eliminând necesitatea prezenței fizice în laboratorul unde era păstrat țesutul.

Această abordare le-a oferit posibilitatea de a identifica tipurile specifice de neuroni implicați în inițierea crizelor epileptice și de a determina intensitatea minimă a luminii necesare pentru a modifica activitatea neuronală. De asemenea, au putut observa modul în care interacțiunile dintre neuroni pot inhiba o criză.

Dr. Edward Chang, președintele Departamentului de Chirurgie Neurologică de la UCSF, a subliniat potențialul revoluționar al acestor descoperiri în îngrijirea pacienților cu epilepsie. El anticipează că, în viitor, această tehnică ar putea înlocui intervențiile chirurgicale invazive necesare în prezent pentru îndepărtarea țesutului cerebral responsabil de crize, oferind pacienților un control mai precis și mai eficient asupra simptomelor lor.

Acest studiu reprezintă un pas important către dezvoltarea unor tratamente mai puțin invazive pentru epilepsie, bazate pe manipularea exactă a activității neuronale prin intermediul optogeneticii. Pe lângă impactul direct asupra epilepsiei, această tehnologie are potențialul de a fi aplicată și în tratamentul altor boli și afecțiuni neurologice, deschizând noi direcții de cercetare și terapie în neuroștiințe.

sursa: Science Daily