L'errore delle celle glial nel cervello avvia gli attacchi epilettici, ritrovamenti di studio

Gli attacchi epilettici possono accadere a chiunque. Ma come accadono e che cosa inizia così risposta rapida? Un gruppo internazionale degli scienziati piombo da prof. il Dott. Emre Yaksi all'università norvegese di scienza e tecnologia (NTNU), di Norvegia ed include i ricercatori dal gruppo del Dott. Caghan Kizil al centro per le terapie a ricupero al TU Dresda (CRTD), ha scoperto che l'errore di cosiddette celle glial nel cervello avvia gli attacchi epilettici.

Lo studio ha studiato gli attacchi epilettici in zebrafish - un organismo di modello ampiamente usato per la modellistica della fisiologia del cervello umano. Zebrafish contiene gli stessi tipi delle cellule che sono presenti egualmente in cervelli umani. Due di questi tipi delle cellule sono glia e neuroni. I neuroni soprattutto sono compresi nei segnali di trasmissione. Le funzioni principali delle celle di Glial includono il mantenimento dell'ambiente equilibrato e la fornitura del supporto per i neuroni, l'assistenza del sistema immunitario e l'aumento della velocità della segnalazione neurale.

Lo studio ha trovato che appena prima un attacco epilettico, le cellule nervose erano anormalmente attive ma soltanto in un'area localizzata del cervello. Invece, le celle glial hanno mostrato il grande burst di attività sincrona che ampiamente sono disperse attraverso il cervello. Durante l'attacco reale, l'attività di un neurone è aumentato bruscamente. Le connessioni funzionali fra le cellule nervose e le celle glial sono diventato vigorose. Quando questo è accaduto, diffusione di attacco generalizzato come una tempesta di attività elettrica attraverso l'intero cervello dovuto un forte aumento nel livello di glutammato, un composto chimico che trasmette i segnali fra le celle di un neurone. Il glutammato è stato secernuto dalle celle glial, che si convertono da un amico in nemico.

I risultati indicano che l'epilessia può accadere non solo dovuto le anomalie in neuroni, ma anche in celle glial.

I nostri risultati forniscono una prova diretta che le interazioni fra le celle glial ed i neuroni cambiano durante la transizione da uno stato di pre-attacco ad un attacco generalizzato. Sarà interessante vedere se questo fenomeno è generalizzabile attraverso i tipi differenti di epilessie,„

Prof. Dott. Emre Yaksi, università norvegese di scienza e tecnologia (NTNU)

Normalmente, le celle glial assorbono il glutammato in eccesso che è espulso durante l'attività aumentata delle cellule nervose. Questo studio suppone che il trattamento della secrezione delle celle glial che abbiamo osservato congiuntamente alla loro iperattività appena prima che un attacco è un meccanismo di difesa del cervello.

“Ci sono celle più glial che i neuroni nei nostri cervelli. Tuttavia, queste celle piuttosto understudied. Il nostro lavoro scopre una funzione interessante del glia ed indubbiamente attirerà più interesse in questo tipo delle cellule„, dice il Dott. Caghan Kizil della guida del gruppo di ricerca di CRTD che insieme al suo collega Mehmet Ilyas Cosacak è uno dei co-author dello studio.

Il loro gruppo conduce la sua ricerca al CRTD del TU Dresda come pure al centro tedesco per le malattie di Neurodegenerative (DZNE).

Negli ultimi decenni, una serie di nuove droghe dell'epilessia sono state sviluppate, ma un terzo dei pazienti ancora non ha buon controllo sopra i loro attacchi. Una ragione può essere che i farmaci antiepilettici correnti principalmente mirano ai neuroni, mentre le celle glial, che costituiscono circa 80% delle celle nel cervello, sono state trascurate. “Ora stiamo lavorando più ulteriormente per studiare se possiamo riconoscere c'è ne dei meccanismi che abbiamo identificato nel nostro studio corrente, nella nostra collaborazione in corso con i clinici„ diciamo Yaksi.

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Journal reference:

Verdugo, C.D. et al. (2019) Glia-neuron interactions underlie state transitions to generalized seizures. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-11739-z.