Как зеленый свет помогает справиться с эпилептическими активностями в мозге

На существующие методы лечения эпилепсии не реагируют почти 30% всех пациентов, при этом подвергаясь серьезным побочным эффектам, включающим когнитивные нарушения, депрессию и тревогу.

Неудивительно, что ученые продолжают разработку более эффективных и менее опасных альтернатив. Одна из них — оптогенетическая стимуляция. Суть такого подхода в том, чтобы активировать мембранные белки при помощи свет с определенной длиной волны — возможность контролировать активность определенных типов клеток может обеспечить более эффективный способ прерывания эпилептической активности.

Для нового метода подавления нервной активности ученые МФТИ и Института эволюционной физиологии и биохимии им. Сеченова решили использовать первый известный натриевый насос, управляемый светом — родопсин из морской флавобактерии Krokinobactereikastus (KR2). Он представляет особый интерес как потенциальный оптогенетический инструмент нового поколения, поскольку при активации зеленым светом выкачивает ионы натрия, что приводит к снижению активности нейронов.

Ученые активизировали микробный родопсин из флавобактерии в областях мозга мыши, ответственных за генерацию аномальной активности при височной эпилепсии — энторинальной коре и гиппокампе. При воздействии на KR2 происходит сильное подавление возбуждения в этих областях, причем без существенного влияния на клеточный кислотно-щелочной баланс.

«На возбуждение KR2 реагирует другой потенциал-зависимый канал клеточной мембраны. Это приводит к тому, что импульсы нервных клеток при эпилепсии частично гасятся и пропадают. Таким образом удалось подобрать параметры для прекращения эпилептических импульсов» — Федор Цыбров, научный сотрудник Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ.

Также ученые обнаружили довольно интересный косвенный эффект, сложный и многостадийный. Когда с помощью внешних инструментов меняется поляризация мембраны, то в самой нервной клетке есть много других каналов, которые отвечают за активацию или подавление, и на них также можно влиять.

Хоть на сегодняшний день нет полноценных исследований влияния KR2 на эпилептическую активность или на нейроны областей мозга, участвующих в ее генерации, использование новой натриевой помпы, управляемой светом, кажется очень многообещающим подходом в борьбе с эпилепсией.

Источник: Найден новый способ подавить эпилептический припадок — МФТИ