Tutkimus osoittaa, että kannabidioli (CBD) vähentää kohtauksia monissa hoitoresistenteissä lasten epilepsian muodoissa
NYU Grossman School of Medicine -koulun tutkijoiden johtamassa uudessa tutkimuksessa havaittiin, että CBD esti lysofosfatidyyli-inositoli-nimisen molekyylin (LPI) kuljettamat signaalit. LPI:n, joka löytyy aivosoluista, joita kutsutaan neuroneiksi, uskotaan vahvistavan hermosignaaleja osana normaalia toimintaa, mutta sairaus voi kaapata sen edistääkseen kohtauksia.
Julkaistu verkossa 13. helmikuuta lehdessä NeuroniTämä työ vahvistaa aikaisemman havainnon, jonka mukaan CBD estää LPI:n kyvyn vahvistaa hermosignaaleja aivojen alueella, jota kutsutaan hippokampukseksi. Nykyiset havainnot tukevat ensimmäistä kertaa sitä, että LPI heikentää myös kohtauksia vastustavia signaaleja, mikä selittää entisestään CBD-hoidon arvoa.
Tuloksemme syventävät ymmärrystä kohtausten induktion keskeisestä mekanismista, jolla on monia vaikutuksia uusien terapeuttisten lähestymistapojen etsimiseen. Richard W. Tsien, PhD, vastaava kirjoittaja, NYU Langone Healthin fysiologian ja neurotieteen osaston puheenjohtaja.
”Tutkimus selvensi myös paitsi sitä, kuinka CBD vastustaa kohtauksia, mutta laajemmin kuinka virtapiirit tasapainotetaan aivoissa”, lisää tohtori Tsien, joka on myös NYU Langonen neurotieteiden instituutin johtaja. "Autismissa ja skitsofreniassa on tähän liittyviä epätasapainoa, joten paperilla voi olla laajempi vaikutus."
Patogeeninen silmukka
Tutkimuksen havainnot perustuvat siihen, kuinka kukin hermosolu "vetää" lähettääkseen sähköisen impulssin omaa jatketaan pitkin, kunnes se saavuttaa synapsin, tilan, joka yhdistää sen hermopolun seuraavaan soluun. Kun se saavuttaa solun pään ennen synapsia, impulssi laukaisee välittäjäaineiksi kutsuttujen yhdisteiden vapautumisen, jotka ylittävät raon vaikuttaakseen seuraavaan soluun. Kun nämä signaalit on ylitetty, ne rohkaisevat solua aktivoitumaan (viritys) tai hidastamaan sitä (esto). Näiden kahden välinen tasapaino on välttämätöntä aivojen toiminnalle; liiallinen jännitys edistää kohtauksia.
Uudessa tutkimuksessa tarkasteltiin useita jyrsijämalleja kohtausten taustalla olevien mekanismien tutkimiseksi, usein mittaamalla tietoa kuljettavia sähkövirtoja käyttämällä hienokärkisiä elektrodeja. Muissa kokeissa on tarkasteltu LPI:n vaikutusta geneettisesti tukahduttamalla sen pääsignalointikumppani tai mittaamalla LPI:n vapautumista kohtausten jälkeen.
Testit vahvistivat aiemmat havainnot, joiden mukaan LPI vaikuttaa hermosignaaleihin sitoutumalla proteiiniin nimeltä G-kytketty reseptori 55 (GPR55) hermosolujen solupinnalla. Tämän presynaptisen LPI-GPR55-vuorovaikutuksen on havaittu aiheuttavan kalsiumionien vapautumista soluun, mikä rohkaisee soluja vapauttamaan glutamaattia, joka on tärkein kiihottava välittäjäaine.
Lisäksi kun LPI aktivoi GPR55:n synapsin toisella puolella, se heikensi estoa vähentäen estoon tarvittavien proteiinien tarjontaa ja oikeaa jakautumista. Yhdessä tämä luo "vaarallisen" kaksitahoisen mekanismin kiihottumisen lisäämiseksi, kirjoittajat selittävät.
Tutkimusryhmä havaitsi, että geenitekniikalla tehdyt hiiret, joista puuttui GPR55, tai hiirten hoito kasviperäisellä CBD:llä ennen kohtauksia aiheuttavia ärsykkeitä estivät LPI-välitteiset vaikutukset kiihottavaan synaptiseen transmissioon ja estokykyyn. Vaikka aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet GPR55:n CBD:n kohteena kohtausten vähentämisessä, nykyinen työ on ehdottanut yksityiskohtaisempaa vaikutusmekanismia.
Kirjoittajat ehdottavat, että CBD estää "positiivisen palautesilmukan", jossa kohtaukset lisäävät LPI-GPR55-signalointia, mikä todennäköisesti rohkaisee lisää kohtauksia, jotka puolestaan lisäävät LPI- ja GPR55-tasoja. Ehdotettu noidankehä muodostaa prosessin, joka voisi selittää toistuvat epileptiset kohtaukset, vaikka tämän vahvistamiseksi tarvitaan tulevia tutkimuksia.
Lisäksi nykyinen tutkimus keskittyy kasviperäiseen kannabinoidi-CBD:hen, mutta kirjoittajat huomauttavat, että LPI on osa signalointiverkostoa, joka sisältää "endokannabinoideja", kuten 2-arakidonoyyliglyserolia (2-AG), jota esiintyy luonnollisesti ihmisen kudoksissa. LPI- ja 2-AG-kohdereseptorit, joita myös CBD säätelee, mutta joilla on erilainen vaikutus synapsissa. Vaikka LPI vahvistaa saapuvia sähköisiä signaaleja, endokannabinoidit, kuten 2-AG, reagoivat aivojen toiminnan lisääntymiseen vähentämällä välittäjäaineiden vapautumista hermosoluista. Mielenkiintoista on, että LPI ja 2-AG voidaan muuntaa toisikseen entsyymien vaikutuksesta.
"Teoreettisesti aivot voisivat hallita toimintaa vaihtamalla pro-kiihottavan LPI:n ja 2-AG:n korjaavien toimintojen välillä", sanoo tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Evan Rosenberg, PhD, tohtoritutkija Tsienin laboratoriossa. "Lääkkeiden suunnittelijat voisivat estää LPI:n tuotannon taustalla olevia entsyymejä tai edistää sen muuttumista 2-AG:ksi lisämenetelmänä kohtausten hallintaan. IPL voisi toimia myös kohtausten biomarkkerina tai kliinisen vasteen ennustajana CBD:lle, mikä on tulevaisuuden tutkimusalue. »
Tohtori Tsienin ja tohtori Rosenbergin lisäksi tutkimuksen tekijöitä NYU Langonen neurotieteen ja fysiologian laitokselta ja neurotiedeinstituutista olivat Simon Chamberland, Erica Nebet, Xiaohan Wang, Sam McKenzie, Alejandro Salah, Nicolas Chenouard, Simon Sun ja tohtori György Buzsaki , PhD. Myös NYU Langonen tekijöitä olivat Orrin Devinsky, MD, neurologian osastolta, Rebecca Rose Advanced Research Technologies -osastosta ja Drew R. Jones, PhD, biokemian ja molekyylifarmakologian osastolta.
