Активация внутренних ресурсов мозга может помочь в лечении эпилепсии

Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и МФТИ в своей работе показали, что эпилептическая активность ослабевает, либо полностью блокируется, если подопытным животным вводятся препараты, активирующие деятельность эндоканнабиноидной системы мозга. Результаты опубликованы в журнале Brain Research.

Эпилепсия — одно из самых распространенных хронических неврологических заболеваний человека, проявляющееся в возникновении повторных судорожных приступов. В зависимости от того, в какой части мозга находится судорожный очаг, в медицине выделяют разные виды эпилепсии. Если такой очаг локализуется в височной доле, то развивается так называемая височная эпилепсия. Ученые из Лаборатории системной организации нейронов ИТЭБ РАН и МФТИ обнаружили эффективный способ защиты височной доли мозга от патологических изменений при развитии эпилепсии.

В настоящее время не существует надежных способов для лечения височной эпилепсии. У части пациентов, получающих фармакологические препараты, мозг становится заторможенным, а примерно треть из них являются фармакорезистентными, то есть не поддаются лечению. При тяжелых формах височной эпилепсии и резистентности к лечению больным удаляют гиппокамп, — центр формирования судорожного очага.

Биологи смоделировали развитие височной эпилепсии у морских свинок, используя нейротоксин, вызывающий при введении в организм животных так называемый эпилептический статус. Чтобы исследовать процессы, происходящие после этого в височных долях мозга, в гиппокамп и связанные с ним области вживляли электроды для регистрации активности при эпилептическом статусе и во время эпилептогенеза.

«Мы показали, что эпилептический статус и последующий эпилептогенез могут значительно ослабевать, либо полностью блокироваться, если подопытным животным вместе с эпилептогеном вводить препараты, активирующие деятельность эндоканнабиноидной системы мозга», — рассказала Валентина Кичигина, заведующая лабораторией системной организации нейронов ИТЭБ РАН, доктор биологических наук.

Термином «каннабиноиды» принято обозначать химические соединения, содержащиеся в конопле, а также их синтетические аналоги. В 1992 году Рафаэль Мешулам показал, что головной мозг вырабатывает свою жирную кислоту, позднее Дэниел Пьомелли и Нефи Стелла из Калифорнийского университета обнаружили еще один липид с такими же свойствами. Эти два соединения и представляют собой главные эндогенные каннабиноиды головного мозга. Эндогенная каннабиноидная система поддерживает гомеостаз мозга, модулирует высвобождение возбуждающих и тормозящих нервную систему веществ. Она участвует также в регуляции иммунной системы организма. Ученые продемонстрировали, что введение веществ, активизирующих эндоканнабиноидную систему, приводит к нормализации электрической активности в мозге. Значительно снижается дисбаланс в деятельности гиппокампа и медиальной септальной области; исчезает высокочастотный патологический ритм в гиппокампе.

«Блестящие результаты были получены и при исследовании ткани гиппокампа, полученной из мозга лабораторных животных, — дополнила Валентина, — Любовь Шубина, молодой научный сотрудник нашей лаборатории, с помощью специальной программы подсчитывала количество интактных клеток в срезах гиппокампа. Оказалось, что после введения препаратов, активирующих эндоканнабиноидную систему, гиппокамп оставался практически неповрежденным. За эту работу Любовь Шубина получила премию президента РФ».

В работе было особенно важно выявить и зафиксировать изменения с помощью объективных показателей. Оказалось, что эндоканнабиноиды воздействуют комплексно на различные структуры мозга, и порой это происходит в противоположных направлениях. «Поэтому было важно применить современные методы математической обработки данных и доказать сначала самим себе, а затем и рецензентам статьи, что наши методы обработки адекватны, а результаты статистически значимы», — рассказал Рубин Алиев, ведущий научный сотрудник ИТЭБ РАН, профессор кафедры информатики МФТИ, доктор физико-математических наук.

Наблюдаемые исследователями улучшения в состоянии тканей гиппокампа у лабораторных животных с моделью височной эпилепсии, а также нормализация электрической активности мозга после стимуляции эндоканнабиноидной системы позволяют думать о разработке новых подходов для лечения эпилепсии. Кроме того, эта работа демонстрирует терапевтический потенциал воздействия на эндогенную каннабиноидную систему при лечении других патологий мозга, вызванных нейротоксическим повреждением.

Работа поддержана грантами РФФИ, № 14-44-03607, 15-04-05463, 16-34-00457, а также грантом президента РФ НШ 850.2012.4.