Врачи лечат эпилепсию противосудорожными препаратами, чтобы контролировать приступы, но некоторые пациенты не реагируют на эти препараты первой линии терапии. Для пациентов с drug-refractory epilepsy (DRE), у которых припадки сохраняются после лечения двумя или более противосудорожными препаратами, врачи вынуждены хирургически удалять часть мозговой ткани, чтобы вылечить болезнь.
Когда лекарства первой линии оказываются неэффективными, ученые изучают молекулярные механизмы болезни, чтобы понять ее причину и разработать альтернативные варианты. В Медицинской школе Duke-NUS и Женской и детской больнице KK клиницисты и исследователи объединили усилия, чтобы изучить, как несоответствующие про-воспалительные механизмы способствуют патогенезу DRE. Эта работа опирается на данные о том, что воспаление связано с эпилепсией. Для Derrick Chan, ученого-клинициста из Женской и детской больницы КК, это исследование является продолжением его клинической работы. "Это направление стало действительно важным, потому что мы искали менее инвазивный способ попытаться помочь всем детям с лекарственно-устойчивой эпилепсией", - сказал он.
Ученые смешивают отдельные клетки с ADTs и инкапсулируют их в капли вместе с микробисерными шариками. Лизис клеток в капле высвобождает мРНК и антителопроизводные метки (ADT) для захвата микробусин перед PCR -амплификацией, разделением по размеру и секвенированием РНК одной клетки (scRNA-seq).
© MESA SCHUMACHER
Chan и его команда сотрудничали с группой иммунологических исследований своего коллеги, ученого-врача Salvatore Albani. В исследовании, опубликованном в журнале
Nature Neuroscience , Chan and Albani описали свои усилия по пониманию иммунологических факторов, способствующих развитию патологии DRE. Исследователи использовали метод секвенирования одиночных клеток, называемый клеточной индексацией транскриптомов и эпитопов путем секвенирования (CITE-seq), для изучения хирургически резецированных эпилептических тканей пациентов.
Они определили специфические для клеток функции с разрешением в одну клетку и дифференцировали резидентные клетки от инфильтрирующих иммунных клеток. Исследователи обнаружили, что микросреда DRE включает активированную микроглию и другие про-воспалительные иммунные клетки. "Мы не ожидали такого взаимодействия между микроглией и другими иммунными клетками, а также того, что микроглия становится своего рода стержнем для привлечения всех иммунных клеток, создавая про-воспалительную среду внутри мозга", - пояснил Pavanish Kumar, соавтор исследования.
Предыдущая работа Albani and Chan подчеркнула, как системное воспаление способствует патогенезу эпилепсии, что побудило их исследовать местную воспалительную сигнатуру в тканях мозга. Изучение тканей мозга может быть непростой задачей, и, как отметил Албани, доступ к образцам является одним из ограничений данного исследования. "Не так просто получить ткани мозга от живых пациентов... поэтому количество образцов невелико", - пояснил он. Исследователи подчеркнули, что в дальнейшей работе будут использоваться животные модели, чтобы создать надежный фундамент, на который можно будет опираться.
"Это определенно большой шаг вперед в нашей области", - сказал David Henshall, профессор физиологии и медицинской физики в Королевском колледже хирургов, который не принимал участия в исследовании. "Возможно, теперь мы сможем на основе этого исследования разработать лечение или комбинацию методов лечения, которые могут быть более точными, чем те, что были опробованы до сих пор".
P. Kumar et al., “Single-cell transcriptomics and surface epitope detection in human brain epileptic lesions identifies pro-inflammatory signaling,” Nat Neurosci, 25:956-66, 2022.
D. Xu et al., “Peripherally derived T regulatory and γδ T cells have opposing roles in the pathogenesis of intractable pediatric epilepsy,” J Exp Med, 215:1169-86, 2018.
K.L. van Gassen et al., “Possible role of the innate immunity in temporal lobe epilepsy,” Epilepsia, 49:1055-65, 2008.
M. Zattoni et al., “Brain infiltration of leukocytes contributes to the pathophysiology of temporal lobe epilepsy,” J Neurosci, 31:4037-50, 2011.
M. Stoeckius et al., “Simultaneous epitope and transcriptome measurement in single cells,” Nat Methods, 14:865-68, 2017.
P. Kumar et al., “Proinflammatory IL-17 pathways dominate the architecture of the immunome in pediatric refractory epilepsy,” JCI Insight, 5:1-12, 2019.
P. Vanderdonckt et al., “Tissue donations for multiple sclerosis research: current state and suggestions for improvement,” Brain Commun, 4:1-11, 2022.
