Mutațiile canalelor de calciu influențează dezvoltarea timpurie a creierului și contribuie la epilepsie
Cercetătorii de la Baylor College of Medicine au descoperit un mecanism până acum nerecunoscut prin care mutațiile ereditare ale canalelor de calciu perturbă dezvoltarea timpurie a creierului, predispunând copiii la epilepsie și provocări cognitive asociate.
Rezultatele studiului, publicate în revista Neuron, oferă noi perspective asupra modului în care schimbările genetice subtile pot altera circuitele cerebrale cu mult înainte ca crizele să debuteze.
Studiul, desfășurat în laboratorul Blue Bird Circle Developmental Neurogenetic Laboratory de la Baylor, se concentrează pe mutațiile canalelor de calciu de tip P/Q, care reglează esențial eliberarea neurotransmițătorilor în creier. Deși această mutație a fost asociată cu epilepsia infantilă, modul în care afectează circuitele neuronale în dezvoltarea timpurie nu este pe deplin înțeles.
Folosind un model de șoarece pentru a imita epilepsia de absențe infantile, Samantha Thompson și Dr. Qing-Long Miao au reușit să urmărească influența unei singure mutații a canalului de calciu asupra căilor genetice.
Epilepsia de absențe infantilă este caracterizată prin descărcări anormale de unde corticale spike-wave care provin din circuitele talamocorticale ce leagă talamusul de cortex, reglementând conștiința, atenția și procesarea senzorială.
„În timp ce mutațiile de tip loss-of-function în canalele de calciu P/Q afectează eliberarea neurotransmițătorilor, am fost surprinși să descoperim că ele cresc, de asemenea, excitabilitatea talamică”, a afirmat Miao.
Echipa a constatat că această mutație a crescut semnificativ expresia a două gene proepileptice, anterior legate de epilepsia de absențe în copii. În mod neașteptat, canalul de calciu modificat a activat, de asemenea, o cale majoră de semnalizare a creșterii în creier, cunoscută sub numele de semnalizare Wnt, care conduce la o proliferare excesivă a neuronilor de relay talamici, celule esențiale pentru reglementarea conștiinței și procesării senzoriale.
„Surprinzător, această creștere a neuronilor a început înainte de naștere, indicând că originile tulburării apar mult mai devreme decât ar sugera debutul crizelor în copilărie”, a declarat Thompson. „Descoperirile evidențiază o fereastră de vulnerabilitate în dezvoltarea prenatală care a fost în mare măsură neglijată în cercetarea epilepsiei.”
Autorii sugerează că dereglementarea simultană a două căi genetice legate de epilepsie ar putea explica de ce mulți copii nu răspund la medicamentele standard antiseizură cu un singur agent.
„Aceste perspective deschid calea pentru diagnostice mai timpurii și terapii mai bine țintite”, a explicat Dr. Jeffrey Noebels. „Înțelegerea modului în care aceste căi interacționează și identificarea țintei corecte ar putea transforma modul în care tratăm crizele și deficitul de atenție în epilepsia infantilă.”
„Aceste descoperiri relevă că mutațiile canalelor ionice ereditare nu afectează doar semnalizarea electrică – ele remodelază, de asemenea, traiectoria de dezvoltare a circuitelor cerebrale”, a adăugat Noebels.
Această descoperire deschide noi căi pentru detectarea timpurie și dezvoltarea terapiilor țintite, având ca scop atât excitabilitatea neurală, cât și căile de semnalizare a dezvoltării, care ar putea îmbunătăți în viitor rezultatele pentru copiii afectați de epilepsie și tulburări neurodezvoltamentale asociate.
