צוות בראשות UAB Institut de Neurociències (INc-UAB) זיהה לראשונה את המנגנון מאחורי סוג שעלול להיות קטלני של אפילפסיה, סימפטום של מחלות מיטוכונדריה. התגלית, המבוססת על מודלים של עכברים, מאתגרת את הרעיון המסורתי לפיו הפרעות אלו נגרמות על ידי מחסור באנרגיה כללית ובמקום זאת חושפת חוסר תפקוד מדויק במעגלים ספציפיים במוח.
מחלות מיטוכונדריה הן קבוצה של הפרעות קשות מאוד הנגרמות על ידי פגמים במיטוכונדריה, המנגנון האחראי על ייצור אנרגיית התא. הם משפיעים על אחת מכל 4,300 לידות. בשל שכיחות נמוכה זו, הן נחשבות למחלות נדירות, ולכן מעט משאבים מופרשים למחקר שלהן.
לא כל התאים בגוף פגיעים באותה מידה לתפקוד לקוי של המיטוכונדריה: אלה עם צרכים אנרגטיים גבוהים יותר נוטים להתנוון מהר יותר. בתור אחד האיברים הצורכים את מירב האנרגיה, המוח הוא אחד הראשונים שנפגעו ובמידה רבה יותר. במובן זה, אחד התסמינים השכיחים והקשים במיוחד הוא סוג של אפילפסיה שאינה מגיבה לטיפולים קונבנציונליים.
כעת, במחקר חדש שפורסם ב The Journal of Clinical Investigation (JCI), צוות מחקר בראשות ה-Institut de Neurociències של Universitat Autònoma de Barcelona הצליח להמשיך ולחקור סוג זה של אפילפסיה. על ידי שימוש במודלים של עכברים של תסמונת ליי, אחת המחלות המיטוכונדריות השכיחות ביותר, החוקרים הצליחו לחקור מעגלים ספציפיים במוח ואת השינויים העצביים הגורמים להם.
מאחר שמשברים אפילפטיים כוללים הפעלה עצבית מוגזמת, הצוות עבד על נוירונים מעכבים, הידועים בשם נוירונים GABAergic (המשחררים את המוליך העצבי המעכב GABA), מתוך השערה שאולי הנוירונים הללו לא פעלו כראוי. המדענים חשדו שהבעיה יכולה לנבוע מאובדן השליטה הטבעית של המעכבים במוח. "הצבנו את ההשערה שחוסר תפקוד מיטוכונדריאלי בנוירונים GABAergic המחברים בין שני אזורים מרכזיים במוח, הגלובוס הפלידוס החיצוני (GPe) והגרעין התת-תלמי (STN), יכול להיות הסיבה לעוררות יתר שנצפתה במעגל זה", מסבירה לורה סאנצ'ז-בניטו, חוקרת ב-INc-UAB הראשונה.
הצוות השתמש בשני מודלים שונים של עכברי תסמונת ליי כדי לבדוק את ההשערה: מודל KO, שבו התפקוד המיטוכונדריאלי מתדרדר בכל הגוף ורוב תסמיני המחלה משוכפלים; ומודל cKO, שבו תפקוד לקוי של המיטוכונדריאלי משפיע רק על הנוירונים GABAergic של ה-GPe, ומאפשר בידוד של ההשפעות של פגם מקומי זה.
באמצעות הדמיה, טכניקות אלקטרופיזיולוגיות וגנטיות מתקדמות, הצוות גילה כי הנוירונים GPe GABAergic פגיעים במיוחד לתפקוד לקוי של המיטוכונדריה, מה שהוביל לניוון כללי שלהם. מכיוון שהנוירונים הללו אחראים על שליטה על פעילות STN, איבודם גורם לגרעין להפוך להיפראקטיבי, מה שיצר משברים אפילפטיים חוזרים בבעלי החיים.
לעומת זאת, כאשר הצוות שיחזר את תפקודי המיטוכונדריה של GPe, המשברים כמעט נעלמו. העכברים חיו זמן רב יותר והראו שיפור ניכר בתפקודים הנוירולוגיים.
"הופתענו לראות כיצד אובדן של אוכלוסיית נוירונים מעכבת אחת בלבד יכול להתפשט דרך הרשת ולעורר משברים אפילפטיים", מסבירה לורה סאנצ'ז-בניטו.
המחקר שלנו מוכיח שלא כל המוח הוא שמניע את המשבר, אלא שדי בשיקום התפקוד של הנוירונים הספציפיים האלה כדי לדכא בצורה דרסטית את הצורה הקטלנית הזו של אפילפסיה".
פרופסור אלברט קינטנה, רכז המחקר, וחוקר ב-INc-UAB ובמחלקה לביולוגיה, פיזיולוגיה ואימונולוגיה של התא, UAB
"יתרה מזאת, מכיוון שההשבתה של STN עם גירוי מוחי עמוק הוא כבר טיפול שנמצא בשימוש, ניתן לשקול אפשרות זו עבור חולים עם תסמונת ליי", הוא מסכם.
המחקר, שנערך בשיתוף עם חוקרים מה-Institut de Neurociències d'Alacant, ממכון המחקר ואל ד'חברון (VHIR), והמחלקה לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית של UAB, פותח אופקים חדשים עבור חולים עם מחלות מיטוכונדריאליות שכרגע אין להם אפשרויות טיפוליות בכל הנוגע לטיפול במשברים שלהם.
