Studien kunne åpne for behandling av ulike former for ervervet epilepsi og anfall som skyldes hjerneskade forårsaket av traumer, infeksjoner eller svulster i hjernen.
Siden 1893 har forskere vært klar over mystiske strukturer som kalles perineuronale nettverk pakket rundt nevroner, men funksjonen til disse nettverkene forble ukjent. Imidlertid bestemte en gruppe forskere fra University of Virginia ledet av Harald Sontheimer (Harald Sontheimer) at disse nettverkene modulerer elektriske impulser i hjernen. Dessuten fant de ut at anfall kan oppstå når nettverk oppløses. Resultatene av arbeidet ble publisert i tidsskriftet Nature Communications.
Forskerne gjorde opprinnelig denne oppdagelsen hos mus som led av epilepsi forårsaket av en dødelig hjernekreft kalt glioblastom, hvor det første symptomet ofte er anfall. Glioblastom er den eneste kreften som kan vokse i verdensrommet. Fordi skallen blokkerer kreften fra å utvide seg utover, produserer svulsten et overskudd av en eksitatorisk kjemisk nevrotransmitter (glutamat) som dreper sunne celler i nærheten for å gi rom for vekst.
I tillegg til glutamat, skiller svulsten ut et enzym som ødelegger den omkringliggende ekstracellulære matrisen, et gelignende stoff som holder hjernecellene på plass. Glioblastomer er svært ondartede og er kjent for å kunne spre seg i kroppen. Det utskilte enzymet er en slags kniv som kutter kreftcellene, slik at de kan bevege seg fritt.
Til sin overraskelse observerte forskere også hvordan enzymet angriper de perineuronale nettverkene pakket rundt GABA-hemmende nevroner (Gamma-aminosmørsyre), som hjelper til med å forhindre anfall.
Den italienske nevrologen Camillo Golgi oppdaget først perineuronale nettverk i 1893, men da misforsto han deres funksjon. Golgi kalte nettverkene et "korsett" og sa at de mest sannsynlig forstyrret utvekslingen av meldinger mellom nevroner. Sontheimers studie avviser dette. Forskeren oppdaget derimot at nettverk støtter meldinger. Nevroner dekket med perineuronale masker har lavere membrankapasitet og evne til å lagre elektrisk ladning, noe som betyr at de kan skyte en puls og lade opptil to ganger raskere enn ikke-nettverkede nevroner.
Når de plutselig mister perineurale nettverk, kan resultatene være katastrofale: Ved å bruke dette enzymet på en hjerne uten svulst, så forskere at den svært enzymatiske nedbrytningen av perineurale nettverk var nok til å provosere anfall - selv når nevronene forble intakte.
Forskere fokuserer nå på hvordan perineurale nettverk kan spille i andre former for ervervet epilepsi - for eksempel fra hodeskade eller hjerneinfeksjon - som vil føre dem nærmere å utvikle et effektivt medikament.
Kampanjevideo:
“Vi har løst det 125 år gamle mysteriet med nevrologi! Det er det grunnleggende vitenskap er - å holde et åpent og observant sinn og svare på gamle og nye spørsmål,”sier Sontheimer.
Ifølge Verdens helseorganisasjon lider mer enn 50 millioner mennesker over hele verden av epilepsi, hvorav en tredjedel ikke er utsatt for kjente antiepileptiske behandlinger.
Dmitry Mazalevsky
