Undersøgelsen kunne åbne vejen for behandling af forskellige former for erhvervet epilepsi og anfald, der skyldes hjerneskade forårsaget af traume, infektion eller tumorer i hjernen.
Siden 1893 har forskere vidst om mystiske strukturer kaldet perineurale netværk, der er viklet rundt neuroner, men funktionen af disse netværk forblev ukendt. En gruppe forskere fra University of Virginia ledet af Harald Sontheimer (Harald Sontheimer) fastslog imidlertid, at disse netværk modulerer elektriske impulser i hjernen. Hvad mere er, de fandt ud af, at anfald kan forekomme, når netværk opløses. Resultaterne af arbejdet blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications.
Forskerne gjorde oprindeligt denne opdagelse hos mus, der lider af epilepsi forårsaget af en dødelig hjernekræft kaldet glioblastom, hvis første symptom ofte er krampeanfald. Glioblastoma er den eneste kræft, der kan vokse i rummet. Fordi kraniet blokerer kræften fra at ekspandere udad, producerer tumoren en overdreven mængde af en excitatorisk kemisk neurotransmitter (glutamat), der dræber nærliggende sunde celler for at give plads til vækst.
Ud over glutamat udskiller tumoren et enzym, der ødelægger den omgivende ekstracellulære matrix, et gelignende stof, der holder hjerneceller på plads. Glioblastomer er meget ondartede og vides at være i stand til at sprede sig i kroppen. Det udskilte enzym er en slags kniv, der skærer kræftceller, så de kan bevæge sig frit.
Til deres overraskelse observerede forskere også, hvordan enzymet angriber de perineuronale netværk, der er viklet omkring GABA-hæmmende neuroner (Gamma-aminosmørsyre), som hjælper med at forhindre anfald.
Den italienske neurovidenskabsmand Camillo Golgi opdagede først perineuronale netværk i 1893, men så misforstod han deres funktion. Golgi kaldte netværkene et "korset" og sagde, at de sandsynligvis forstyrrede udvekslingen af meddelelser mellem neuroner. Sontheimers undersøgelse afviser dette. Forskeren opdagede derimod, at netværk understøtter beskeder. Neuroner dækket af perineuronale masker har en lavere membrankapacitet og evnen til at lagre elektrisk ladning, hvilket betyder, at de kan affyre en puls og genoplade op til to gange hurtigere end ikke-netværksneuroner.
Når de pludselig mister deres perineurale netværk, kan resultaterne være katastrofale: Ved at anvende dette enzym på en hjerne uden en tumor så forskerne, at den meget enzymatiske nedbrydning af de perineurale netværk var nok til at fremkalde kramper - selv når neuronerne forblev intakte.
Forskere fokuserer nu deres opmærksomhed på, hvordan perineurale netværk kan spille i andre former for erhvervet epilepsi - for eksempel fra hovedtraume eller hjerneinfektion - der vil bringe dem tættere på at skabe et effektivt lægemiddel.
Salgsfremmende video:
”Vi har løst det 125 år gamle neurologiske mysterium! Det er hvad grundlæggende videnskab er - holde et åbent og opmærksomt sind og besvare gamle og nye spørgsmål,”siger Sontheimer.
Ifølge Verdenssundhedsorganisationen lider mere end 50 millioner mennesker over hele verden af epilepsi, hvoraf en tredjedel ikke er modtagelige for kendte antiepileptiske behandlinger.
Dmitry Mazalevsky