Attacchi di epilessia bloccati dalla luce / Epilepsy attacks blocked by light

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I risultati dello studio sui topi aprono la strada a future ricerche sull'essere umano per terapie mirate contro gli attacchi epilettici del lobo temporale.

The results of the study on mice pave the way for future human research for therapies targeted against epileptic attacks of the temporal lobe.

Una ricerca su topi ha dimostrato che gli attacchi epilettici che coinvolgono il lobo temporale possono essere fermati sul nascere usando una radiazione luminosa. Il risultato è stato reso possibile dall’applicazione dagli ultimi progressi nel campo dell’optogenetica, una tecnica che combina stimolazione ottica e attivazione di neuroni geneticamente modificati.

Gli attacchi epilettici spontanei possono essere arrestati in topi geneticamente modificati usando una radiazione luminosa: è quanto hanno dimostrato con il loro studio Esther Krook-Magnuson e colleghi dell’Università della California a Irvine che firmano in proposito un articolo su "Nature Communications".

Le epilessie sono spesso catalogate in generalizzate e parziali. Nelle prime, gli attacchi iniziano con un cambiamento immediato nel livello di coscienza e all’elettroencefalogramma le anomalie appaiono diffuse in ampie aree del cervello simultaneamente. Nelle epilessie parziali invece - come quelle che colpiscono il lobo temporale - l’insorgenza degli attacchi appare in una ristretta regione e può progredire o meno fino a coinvolgere l’intero cervello o influenzare il livello di coscienza.

Quest’ultima tipologia è la più comune negli adulti e purtroppo è spesso refrattaria ai trattamenti medici. Tuttavia, dal punto di vista teorico, un trattamento specifico sarebbe reso possibile proprio dal fatto che gli attacchi al lobo temporale tendono ad avere origine da regioni ben precise prima delle manifestazioni cliniche.

Numerose ricerche  hanno mostrato che l’optogenetica, una metodologia di recente sviluppo che combina tecniche di stimolazione ottica con l’attivazione di neuroni geneticamente modificati, può fornire un immediato e temporaneo controllo di specifiche popolazioni di cellule utilizzando opsine, cioè proteine sensibili alla luce fondamentali per i processi biofisici alla base del senso della vista. La sensibilità alla radiazione luminosa rende le opsine i candidati ideali per un ipotetico intervento terapeutico nei confronti degli attacchi, una possibilità corroborata già da studi condotti su cellule sia 

in vitro sia in vivo.

La ricerca di Krook-Magnuson e colleghi è stata condotta su topi geneticamente modificati in modo da ottenere diverse popolazioni di neuroni con opsine sensibili alla luce. I ricercatori hanno dimostrato che, una volta rilevati in tempo reale grazie a un encefalogramma combinato con un apposito programma, gli attacchi epilettici ai lobi frontali possono essere fermati mediante l’uso di un’opportuna radiazione luminosa. Le strategie d’intervento in realtà sono state due, antitetiche tra loro. In una infatti era prevista l'inibizione dei neuroni con funzione eccitatoria, viceversa nell'altra erano attivati neuroni dell’ippocampo con funzione inibitoria. 

Questi risultati dimostrano che gli attacchi spontanei nel lobo temporale possono essere rilevati e arrestati modulando specifiche popolazioni di cellule. Secondo gli autori, i risultati mostrano il potenziale di questo tipo di approccio, che potrebbe consentire la definizione di protocolli d’intervento anche sull’essere umano per questo tipo di epilessia.

ENGLISH

Mice research has shown that epileptic seizures involving the temporal lobe can be stopped at birth by using a light radiation. The result was made possible by the latest advances in optometry, a technique that combines optical stimulation and activation of genetically modified neurons.

Spontaneous epileptic seizures can be stopped in genetically modified mice by using light radiation. This is what their Esther Krook-Magnuson and colleagues from the University of California at Irvine demonstrated in an article about Nature Communications.

Epilepsy is often cataloged in generalized and partial. At first, attacks begin with an immediate change in consciousness level and electroencephalogram, abnormalities appear widespread in large areas of the brain simultaneously. In partial epilepsy - such as those affecting the temporal lobe - the onset of attacks appears in a narrow region and can progress to or not until the whole brain is involved or influences the level of consciousness.

This latter type is the most common in adults and unfortunately, it is often refractory to medical treatments. However, from a theoretical point of view, specific treatment would be made possible by the fact that timing attacks tend to originate from well-defined regions before clinical manifestations.

Numerous researchers have shown that optogenetics, a recent methodology that combines optical stimulation techniques with the activation of genetically engineered neurons, can provide immediate and temporary control of specific cell populations using opiates, i.e. light-sensitive proteins For the biophysical processes underlying the sense of sight. The sensitivity to light radiation makes the ops ideal candidates for a hypothetical therapeutic intervention against the attacks, a possibility already corroborated by studies conducted on cells both

In vitro and in vivo.

The research of Krook-Magnuson and colleagues was conducted on genetically modified mice so as to obtain several populations of neurons with light-sensitive ops. Researchers have shown that once detected in real-time via an encephalogram combined with a special program, seizures to the frontal lobes can be stopped by the use of appropriate light radiation. The intervention strategies, in fact, were two, antithetical to each other. In fact, inhibition of neurons with excitatory function was foreseen, while hippocampal neurons with inhibitory function were activated in the other.

These results show that spontaneous attacks in the temporal lobe can be detected and stopped by modulating specific cell populations. According to the authors, the results show the potential of this type of approach, which could allow the definition of intervention protocols for human beings for this type of epilepsy.

Da:

http://www.lescienze.it/news/2013/01/23/news/controllare_luce_attacchi_epilettici_lobo_temporale_topi_ingegnerizzati-1472712/