7. oktober 2020

Studie identificerer de hjerneceller, der påvirkes mest af epilepsi, samt nye mål for behandling

Epilepsi

Forskere fra Københavns Universitet har identificeret nye mulige medicinske mål for behandling af epilepsi. I det største datasæt, der nogensinde er udgivet for en hjernesygdom, identificerer forskerne de neuroner i hjernen, som påvirkes mest af epilepsi.

neuron

Epilepsi er en af de mest almindelige neurologiske sygdomme. Den opstår som følge af en funktionsfejl i hjernecellerne, og behandlingen er typisk medicin, der kontrollerer eller modvirker anfald.

Forskere fra Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet på Københavns Universitet og Rigshospitalet har nu identificeret de neuroner, som påvirkes mest af sygdommen, hvoraf nogle aldrig før har været forbundet med epilepsi. De nyligt identificerede neuroner kan muligvis bidrage til udviklingen af epilepsi i en ellers rask hjerne og kan dermed udgøre et ideelt mål for fremtidig behandling.

”Vores resultater gør det muligt at udvikle helt ny behandling målrettet de specifikke neuroner, der ikke fungerer, som de skal, hos patienter med epilepsi. Det er et potentielt gennembrud inden for personlig medicinsk behandling af patienter, der lider af epileptiske anfald,” siger lektor Konstantin Khodosevich fra Biotech Research & Innovation Center (BRIC) på Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet.

Et stort skridt mod mere effektiv medicinsk behandling

Det er det første studie nogensinde, der har undersøgt, hvordan hver enkelt neuron i det epileptiske område af den menneskelige hjerne påvirkes af sygdommen. Forskerne har analyseret mere end 117.000 neuroner, hvilket gør studiet til det største enkeltcelle-datasæt, der nogensinde er udgivet for en hjernesygdom.

Forskerne har isoleret neuronerne fra væv taget fra patienter, der er blevet opereret i forbindelse med det danske epilepsikirurgi program på Rigshospitalet.

”De her patienter oplever anfald, selvom de får den bedst mulige kombination af anfaldsforebyggende medicin. Det samme gælder desværre for 30-40 procent af alle epilepsipatienter. Aktiv epilepsi har alvorlige fysiske, kognitive, psykiske og sociale konsekvenser for patienterne og deres familier. Et mere detaljeret indblik i de cellemekanismer, der ligger bag sygdommen, kan være et betydeligt skridt i retning af at udvikle medicin målrettet den epileptiske proces – sammenlignet med den nuværende behandling, som nedsætter neuronernes bevægelse generelt i hele hjernen,” fortæller lektor Lars Pinborg, som leder det danske epilepsikirurgiprogram på Rigshospitalet.

Fra ”neuronsuppe” til analyse af hver enkelt celle

Studiet afviger fra tidligere arbejde ved at bygge på enkeltcelle-analyse. Alle tidligere studier af neuronadfærd i forbindelse med epilepsi har fokuseret på en del af hjernen og undersøgt alle neuroner under som en samlet masse – en slags ”neuronsuppe”. På den måde bliver syge og raske celler blandet sammen, hvilket gør det umuligt at identificere potentielle mål for behandling.

”Ved at dele neuronerne op i mange tusinde enkeltceller har vi mulighed for at analysere hver enkelt celle for sig. Ud fra dette enorme antal enkeltceller kan vi sige præcis, hvilke neuroner der er påvirket af epilepsi. Vi kan endda vurdere graden, hvormed de er påvirket, hvilket betyder, at vi kan identificere de molekyler, der vil være mest modtagelige for behandling,” siger Konstantin Khodosevich.

Det næste skridt er at undersøge de identificerede neuroner, og hvordan deres funktionsændring bidrager til epileptiske anfald. Dermed håber forskerne på at finde molekyler, som kan medvirke til at genoprette den normale neuronfunktion og undertrykke anfald.

Ny viden om mekanismerne bag epilepsi

Studiet bekræfter en række nøglegeners betydning, som er kendt fra en lang række tidligere studier, men det bidrager også med betragtelig ny viden på området. Tidligere studier har identificeret et par hundrede gener, som påvirkes hos patienter med epilepsi.

”Vi har påvist, at graden af kompleksitet i genekspression hos patienter med epilepsi er meget større end tidligere vist. Det handler ikke bare om en håndfuld eller endda et par hundrede gener, der skifter udtryk. Vores studie har vist, at tusinder af gener i forskellige neuroner skifter udtryk i forbindelse med epilepsi. Ud af disse tusinder af genekspressionsskift har vi identificeret dem, der med størst sandsynlighed bidrager til udviklingen af epilepsi. Nu er det tid til at bevise det funktionelt,” siger Konstantin Khodosevich.

Studiet har modtaget støtte fra Novo Nordisk Fonden, Lundbeckfonden og Det Frie Forskningsråd.

Studiet ”Identification of epilepsy-associated neuronal subtypes and gene expression underlying epileptogenesis” er udgivet i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications.


Kontakt:
Lektor Konstantin Khodosevich
konstantin.khodosevich@bric.ku.dk
+45 35 33 25 33

Kommunikationskonsulent Amanda Nybroe Rohde
amanda.rohde@sund.ku.dk
+45 23 64 94 25