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Scoperta la causa dell'epilessia acquisita

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Gli scienziati del Virginia Tech Carilion Research Institute hanno scoperto un potenziale trattamento per l'epilessia acquisita.

epilessia

Le reti perineuronali modulano gli impulsi elettrici cerebrali causando dissolvimento della rete ed epilessia cerebrale. Dal 1893, gli scienziati sono venuti a conoscenze delle strutture enigmatiche conosciute come reti perineuronali avvolte attorno ai neuroni, ma la loro funzione rimaneva sfuggente.

Ora, un team di ricerca guidato da Harald Sontheimer, direttore del VTCRI Center for Glial Biology in Health, Disease, and Cancer e direttore esecutivo della School of Neuroscience del Virginia Tech College of Science, ha determinato come le reti modulino gli impulsi elettrici nel cervello. La scoperta è stata pubblicata su Nature Communications e ha implicazioni di varie forme sull' epilessia acquisita, un tipo di disturbo che risulta da lesioni cerebrali dovute a traumi, infezioni e tumori cerebrali.

"Noi abbiamo iniziato investigando l'epilessia associata al tumore, ed accidentalmente abbiamo scoperto qualcosa più importante riguardo al modo in cui il cervello lavora in malattia ed in salute" spiega Sontheimer. I ricercatori inizialmente hanno studiato il modello dei topi sull' epilessia causata da un cancro mortale per il cervello conosciuto come Gliobastoma, in cui il primo sintomo è spesso l' epilessia. Il Glioblastoma è il solo cancro che si sviluppa in uno spazio ristretto.

Dal cranio blocca il cancro dall'espandersi verso l'esterno, il tumore produce un neurotrasmettitore chimico eccitatorio, chiamato glutammato, in un numero eccessivo che uccide le cellule vicine in salute per avere più spazio di crescita. I ricercatori hanno spiegato che il glutammato prende di mira le cellule cerebrali che producono un neurotrasmettitore chimico chiamato "GABA", che usualmente calma i neuroni dall'inibizione degli impulsi elettrici, dopo che il messaggio viene trasmesso.

Senza il GABA, possono essere presenti i sintomi dell' epilessia causati dalla sovraeccitazione cerebrale. In aggiunta al glutammato, il tumore secreta anche un enzima che distrugge la matrice intracellulare circostante, una sostanza simile ad un gel che contiene delle cellule cerebrali. I Glioblastomi sono maligni e notoriamente invasivi - l'enzima è come un coltello che taglia le catene al cancro e lo lascia vagare liberamente nell'organismo.

 

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"In modo inaspettato noi abbiamo scoperto che l'enzima attacca anche le reti perineuronali" ha detto Sontheimer, spiegando che le reti sono localizzate principalmente attorno ai neuroni che inibiscono la secrezione del GABA, il quale aiuta a prevenire l' epilessia: "E' stata una sorpresa vedere l'effetto presente dell'attività dell'epilessia quando i neuroni erano stati privati delle loro reti". Il neurobiologo italiano Camillo Golgi fu il primo ad identificare le reti perineuronali nel 1893, ma non aveva capito il funzionamento.

Golgi chiamò le reti "corsetti" spiegando che essi molto probabilmente impedivano le comunicazioni tra i neuroni. Al contrario, Sontheimer trovò che le reti attivavano la comunicazione. I neuroni delle reti perineuronali avevano una capacità di membrana ridotta e l'abilità di immagazzinare la carica elettrica, questo significa che possono scaricare un impulso e ricaricarli al doppio della velocità rispetto ai neuroni che non fanno parte della rete. Quando i neuroni inibitori perdevano improvvisamente le reti perineuronali, il risultato era catastrofico.

I ricercatori applicarono l'enzima al cervello senza tumori e osservarono come la degradazione enzimatica delle reti perineuronali era sufficiente ad indurre epilessia - anche se i neuroni rimanevano intatti. "Senza le reti perineuronali, i neuroni inibitori scaricherebbero più lentamente, l'inibizione risulterebbe più piccola e troppo in ritardo ed occorrerebbe l'epilessia - questo valeva anche per i cervelli in salute". Sontheimer inoltre aggiunge che l'enzima può divorare una rete perineuronale in meno di 30 minuti.

"Nessuno ha creduto che queste strutture potessero avere effetti cosi profondi sui processi operativi normali". Ora, i ricercatori stanno studiando come le reti perineuronali giochino un ruolo in altre forme di epilessia acquisita, come quelle causate da traumi ed infezioni cerebrali. Future spiegazioni potrebbero guidare i ricercatori a scoprire potenziali soluzioni farmacologiche.

 

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"In modo importante, la scoperta che il tumore indotto dall'interruzione delle reti perineurale contribuisca a sbilanciare la neurotrasmissione inibitoria ci suggerisce un nuovo target per interventi terapeutici per controllare i tumori associati all'epilessia" ha spiegato H. Steve White, professore con cattedra al Department of Pharmacy in the University of Washington's School of Pharmacy in Seattle, Washington. White, esperto rinomato in epilessia e ricerca e sviluppo di farmaci anticonvulsivanti, non è stato coinvolto nello studio di Sontheimer.

"Sebbene studi aggiuntivi siano necessari, è probabile che le ricerche riportate dal Dr. Sontheimer ed il suo team siano applicabili ad altre forme di epilessia acquisita quando disturbi cerebrali sono associati ad accresciute risposte infiammatorie. Mentre controllare i sintomi del disturbo
è importante, i risultati dello studio suggeriscono un possibile percorso con la modificazione dello sviluppo e progressione dell' epilessia, il quale potrebbe diminuire il carico del paziente".

Più di 50 milioni di persone al mondo soffrono di epilessia, in accordo con la Organizzazione Mondiale della Sanità. Circa un terzo di questi individui non risponde a trattamenti anti-epilettici. "Se noi confermassimo le nostre ipotesi che le reti perineuronali siano responsabili di altre forme di epilessia acquisita, poi un trattamento potenziale potrebbe essere un enzima inibitore" ha spiegato Sontheimer.

Noi abbiamo notato come un inibitore è già approvato dal Food and Drug Administration (FDA) per altri usi ma resta cauto sul numero di ricerche significative da condurre prima che l'ipotesi venga confermata: "Noi abbiamo bisogno di nuovi approcci per il trattamento dell' epilessia. Io penso che questa ricerca potrebbe condurre ad un modo per controllare l' epilessia. Inoltre la nostra ricerca ha risolto un mistero della neuroscienza di 125 anni. Le basi della scienza sono di avere sempre la mente aperta ed indagare le questioni irrisolte vecchie e nuove".

 

 

Tratto da ScienceDaily

 

 

(Traduzione ed adattamento a cura del Dottor Claudio Manna)

 

 

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Tags: epilessia news di psicologia reti perineuronali epilessia acquisita glioblastoma

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