Un gruppo di ricerca dell’Università della California, la Riverside School of Medicine, ha identificato un percorso che coinvolge gli astrociti, una classe di cellule di supporto del sistema nervoso centrale, che potrebbe far luce sul motivo per cui le convulsioni si verificano in un sottogruppo di pazienti con sclerosi multipla o SM.
I risultati dello studio, disponibili in ASN Neuro, migliorano la comprensione scientifica di come si manifestano le convulsioni nella SM e potrebbero fornire le basi per terapie migliori per gestire le convulsioni resistenti al trattamento nella SM e in altre malattie del cervello.
Caratterizzata da un progressivo declino episodico della funzione neurologica, la SM colpisce più di 900.000 persone negli Stati Uniti. Questa malattia autoimmune danneggia la guaina grassa – la mielina – che protegge le fibre nervose e ostacola la velocità dei segnali nel sistema nervoso centrale. Sebbene non siano considerate classicamente un sintomo distintivo della malattia, le convulsioni si verificano tre volte più spesso nei pazienti con SM rispetto agli individui sani e possono far presagire una riacutizzazione dei sintomi. I pazienti con SM che soffrono di convulsioni hanno anche una qualità della vita ridotta e un tasso di mortalità più elevato. I meccanismi che causano le convulsioni nei pazienti con SM rimangono poco conosciuti.
“Durante un attacco, c’è una disfunzione tra inibizione ed eccitazione e un gruppo di neuroni si attivano insieme senza controllo“, ha detto Seema Tiwari-Woodruff, Professore di scienze biomediche e autore senior dell’articolo.
I neuroni sono cellule del sistema nervoso centrale che trasmettono informazioni tra il corpo o altri neuroni per consentirci di muoverci, sentire e pensare. Gli astrociti forniscono l’ambiente controllando i segnali molecolari presenti nel cervello. Le convulsioni possono verificarsi quando gli astrociti non sono in grado di tenere il passo con questo compito.
Tiwari-Woodruff e i suoi colleghi hanno esaminato il tessuto cerebrale post mortem ottenuto da pazienti con SM che hanno avuto convulsioni (7 campioni) e pazienti con SM che non lo hanno avuto le convulsioni (21 campioni). Il team ha scoperto che gli astrociti nei campioni dell’ippocampo prelevati da pazienti con SM con convulsioni mostravano segni di essere meno in grado di regolare i tipi di segnali che potrebbero causare un attacco. Hanno osservato una riduzione del glutammato sinaptico (EEAT2), un’alterazione del buffering di acqua e ioni potassio (AQP4) e un alterato accoppiamento delle giunzioni gap tra gli astrociti (CX43) in pazienti con SM con convulsioni. Inoltre, le connessioni tra gli astrociti sono risultate alterate nei pazienti con SM con convulsioni, una scoperta osservata anche nel cervello epilettico ma mai osservata prima nei pazienti con SM.
“L’aspetto più eccitante dello studio è stato scoprire che gli astrociti nel cervello dei pazienti con SM con convulsioni assomigliavano molto agli astrociti nel cervello epilettico”, ha detto Andrew S. Lapato, un borsista post-dottorato presso l’Università del Colorado, Anschutz Medical Campus che come primo autore ha condotto il lavoro come parte dei suoi studi universitari nel laboratorio di Tiwari-Woodruff. “I ricercatori potrebbero essere in grado di migliorare i ruoli di supporto degli astrociti o compensare la loro disfunzione per prevenire o curare le convulsioni nei pazienti con SM”.
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EAAT2 è il trasportatore di glutammato più ampiamente distribuito nel cervello dei mammiferi. Una riduzione di EAAT2 consente ai neuroni di attivarsi più frequentemente, con conseguente aumento dell’attività convulsiva. La riduzione di questo trasportatore è stata osservata in entrambi i pazienti con SM e epilessia del lobo temporale.AQP4 mantiene il volume dello spazio extracellulare che consente il movimento degli ioni attraverso il tessuto connettivo del sistema nervoso. Una riduzione dell’AQP4 consente un aumento della concentrazione di ioni potassio extracellulari, che possono depolarizzare i neuroni e portare a ipereccitabilità e convulsioni prolungate provocate da stimolazione. I ricercatori hanno scoperto che questi risultati sono analoghi all’epilessia, suggerendo un processo simile nei pazienti con SM con convulsioni.
Precedenti studi hanno scoperto CX43, la principale isoforma di connessina espressa dagli astrociti, è alterata in risposta all’infiammazione o alla demielinizzazione. L’aumento dell’espressione di CX43 è comune anche nei pazienti con epilessia. Sebbene questo studio non sia stato in grado di tracciare un collegamento più definitivo tra CX43 e l’attività convulsiva, apre un altro percorso da esplorare in studi futuri.
Per questo studio, il team ha ottenuto 28 campioni di tessuto cerebrale dalla banca del cervello del National Institute of Health NeuroBioBank/Human Brain & Spinal Fluid Resource Center presso l’Università della California, Los Angeles. I campioni nello studio erano il 57% di sesso femminile e il 43% di pazienti di sesso maschile. I campioni per la SM con convulsioni rappresentano pazienti di sesso maschile e femminile quasi allo stesso modo.
“Uno dei tesori di avere tessuti cerebrali post-mortem per il nostro studio è che possiamo usarli per vedere come le proteine espresse differiscono tra i pazienti con SM”, ha detto Tiwari-Woodruff. “Se non sappiamo che aspetto ha la malattia, allora non sappiamo cosa possiamo fare per curarla”.
Fonte: UC Riverside
