La restrizione calorica è stata a lungo associata a una riduzione delle crisi epilettiche nell’epilessia. Una nuova ricerca del Boston Children’s Hospital aiuta a spiegare come il digiuno influenzi i neuroni nel cervello e potrebbe aprire la strada a nuovi approcci che eviteranno la necessità di digiunare o di seguire diete restrittive.
I risultati del,lo studio sono stati pubblicati il 30 agosto sulla rivista Cell Reports.
Questo studio è il primo passo per capire come funzionano le terapie dietetiche per l’epilessia”, afferma il primo autore dello studio Christopher J. Yuskaitis, MD, Ph.D., neurologo presso l’Epilepsy Center e il Programma di genetica dell’epilessia presso il Boston Children’s Hospital. “I meccanismi sono stati finora completamente sconosciuti”.
DEPDC5, mTOR e digiuno
Per collegare i punti tra dieta e convulsioni, i ricercatori hanno iniziato con le conoscenze esistenti. Sapevano che il noto percorso cellulare mTOR è coinvolto in molti disturbi neurologici e in precedenza avevano dimostrato che l’eccessiva attivazione di questo percorso nei neuroni aumenta la suscettibilità alle convulsioni. Studi di altri avevano dimostrato che l’attività di mTORC è inibita dal digiuno acuto, sebbene questi studi non abbiano esaminato il cervello.
Infine, Yuskaitis e colleghi sapevano che la segnalazione di una proteina chiamata DEPDC5 agisce come un freno sul percorso mTOR. Questo è stato intrigante, dal momento che mutazioni nel gene DEPDC5 sono state recentemente trovate in molte persone con epilessia. Le mutazioni di DEPDC5 sono state collegate a epilessia focale, spasmi infantili e morte improvvisa nei bambini.
“Quando abbiamo utilizzato un modello animale che elimina DEPDC5 specificamente nel cervello, abbiamo scoperto che potevamo ridurre le convulsioni utilizzando un inibitore di mTOR“, afferma Yuskaitis. “Questo ci ha dato l’idea di esplorare la connessione tra DEPDC5, mTOR e il digiuno”.
Rilevamento di amminoacidi
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno mostrato in un modello di crisi del topo che la segnalazione di mTOR era ridotta nel cervello dopo il digiuno. Ulteriori studi sui neuroni di ratto in coltura in un piatto di laboratorio suggeriscono che questo effetto del digiuno è principalmente guidato dalla mancanza di tre aminoacidi (leucina, arginina e glutammina).
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Andando oltre, il team ha dimostrato che la presenza di questi nutrienti è rilevata dalla proteina DEPDC5. Quando i ricercatori hanno eliminato DEPDC5 nel cervello, l’attività di mTOR non è stata ridotta e il digiuno non ha più protetto i topi dalle convulsioni.
“Il rilevamento degli aminoacidi sembra essere fondamentale per gli effetti benefici del digiuno sulle convulsioni“, afferma Yuskaitis. “Questo suggerisce che i pazienti con mutazioni DEPDC5 non possono percepire la perdita di aminoacidi e potrebbero non trarre beneficio dalla manipolazione dietetica. Ma i pazienti che non hanno mutazioni DEPDC5 possono beneficiare di una strategia dietetica mirata“.
“Questo potrebbe assumere la forma di diete con livelli più bassi dei tre aminoacidi, o farmaci o integratori che bloccano l’assorbimento di quegli aminoacidi”, aggiunge Yuskaitis.
Prossimo passo: dieta chetogenica
Questo studio è solo un primo passo. Yuskaitis e colleghi ora vogliono provare diete in modelli animali che eliminano aminoacidi specifici e osservano gli effetti sulle convulsioni. Vogliono anche esplorare come la dieta chetogenica, un approccio popolare al trattamento dell’epilessia, aiuti a frenare le convulsioni. Nessuno attualmente sa perché questa dieta a basso contenuto di carboidrati e ricca di grassi funzioni.
“Speriamo i scoprire ulteriori terapie dietetiche diverse dalla dieta chetogenica che a volte è difficile da seguire a lungo termine a causa degli effetti collaterali”, afferma Yuskaitis.
Questo lavoro può anche fornire una nuova lente sui disturbi neurologici in generale.
“Utilizzando queste rare malattie genetiche, stiamo iniziando a ottenere informazioni fondamentali sul ruolo dei nutrienti nella funzione cerebrale “, afferma il ricercatore senior Mustafa Sahin, MD, Ph.D., amministratore delegato del Rosamund Stone Zander Translational Neuroscience Center presso il Boston Children’s. “I risultati di questi disturbi rari possono aprire le porte a migliori trattamenti dell’epilessia in generale“.
Fonte:Cell Reports
