Выявлена причина необычных случаев эпилепсии у детей

Эпилепсия встречается у 4% населения и является одним из самых распространённых заболеваний головного мозга у детей. Современная медицина может предотвратить большинство рецидивов припадков, но примерно 20% пациентов не реагируют на лечение.

Отсутствие ответа на терапию может быть связано с наличием пороков развития коры головного мозга, то есть повреждённых или аномальных участков нервной ткани. В этом случае устранить припадки можно с помощью хирургического вмешательства: сегодня этот метод является важной частью терапии для пациентов, страдающих эпилепсией. Но до сих пор неизвестно, по какой причине возникают пороки развития коры.

В журнале Nature Genetics исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета Сан-Диего (University of California San Diego School of Medicine) и Детского института геномной медицины Рэди (Rady Children's Institute for Genomic Medicine), сотрудничающие с международным консорциумом, в который входят более 20 детских больниц по всему миру, сообщили о значительном прорыве в понимании генетических причин пороков развития коры головного мозга.

Члены консорциума по нейрогенетике фокальной кортикальной дисплазии исследовали 283 резекционных материала мозга детей с различными типами пороков развития коры. Поскольку основная часть ткани мозга у пациентов нормальная, учёные сосредоточились на мутациях, присутствующих в небольшом сегменте его клеток (это явление называется генетическим соматическим мозаицизмом).

«На протяжении десятилетия специалисты со всего мира набирали пациентов для этого исследования, — заявил руководитель исследования Джозеф Глисон (Joseph Gleeson), MD, профессор неврологии в Медицинской школе Калифорнийского университета в Сан-Диего и директор исследований в области неврологии в детском институте геномной медицины Рэди. – До недавнего времени большинство больниц не изучали резецированную ткань мозга на предмет генетических изменений. Консорциум организовал биобанк, в котором хранятся ткани для дальнейшего высокопроизводительного анализа мозаицизма».

«Предыдущие исследования Глисона и его коллег показали, что генетический соматический мозаицизм в сигнальном пути mTOR является одним из факторов развития патологии», – сообщил соавтор работы Чангук Чон (Changuk Chung), PhD, сотрудник лаборатории Глисона.

«Большинство пациентов остаются недообследованными, что затрудняет лечение. Мы искали скрытые мутации, которые можно обнаружить только при условии значительного увеличения размера выборки и усовершенствования методов исследования: так полученные результаты могут стать статистически значимыми. У нас ушло около 10 лет на то, чтобы решить технические и логистические проблемы».

Команда провела обширное геномное исследование с использованием современных алгоритмов анализа соматического мозаицизма, которые разработаны Сетью соматического мозаицизма мозга, спонсируемой Национальным институтом здравоохранения (National Institutes of Health-sponsored Brain Somatic Mosaicism Network), членом которой является Калифорнийский университет в Сан-Диего (UC San Diego).

«Мы постарались сделать всё возможное, чтобы обнаружить мутации всего в 1% клеток. Изначально мы потерпели неудачу. Поэтому решили использовать возможности искусственного интеллекта для преодоления барьеров чувствительности и специфичности», — рассказал соавтор Сяосу Янг (Xiaoxu Yang), PhD, сотрудник лаборатории Глисона.

В конечном итоге команда выявила 69 различных генов, несущих соматические мутации в мозге, о большинстве из которых при диагностике пороков развития коры головного мозга ранее не сообщалось.

«Мы можем провести параллель с онкологией: эти мутации нарушают клеточные функции и их необходимо удалять. Но, в отличие от раковых клеток, клетки мозга в основном не делятся: они неправильно функционируют и в результате вызывают эпилептические припадки. В ходе исследования у нас возник вопрос: достаточно ли найденных генных мутаций для возникновения пороков развития коры головного мозга», — пояснил Чон.

Учёные обнаружили, что выявленные гены влияют на кальциевые сигнальные пути, экспрессию генов и функции синапсов. Также команда отметила, что при изучении мутаций этих генов на мышиных моделях наблюдались такие же нарушения, как и у пациентов. Авторы исследования считают, что полученные результаты могут быть использованы для улучшения диагностики и разработки методов лечения пороков развития коры головного мозга.

«Изученные гены играют важнейшую роль в развитии коры головного мозга. Результаты нашего исследования могут помочь при создании новых молекулярных классификаций пороков развития коры головного мозга и способствовать персонализированной терапии эпилепсии», — пояснил Глисон.

Ссылка на источник: https://medicalxpress.com/news/2023-01-mysterious-cases-epilepsy-children.html