Пользователи:
ЭПИЛЕПСИИ



Роль глиальных клеток

WONOEP appraisal: The role of glial cells in focal malformations associated with early onset epilepsies
Silvia Cases-Cunillera, Anne Quatraccioni, Laura Rossini, et al.
https://doi.org/10.1111/epi.18126

Epilepsy represents a common neurological disorder in patients with developmental brain lesions, particularly in association with malformations of cortical development and low-grade glioneuronal tumors. In these diseases, genetic and molecular alterations in neurons are increasingly discovered that can trigger abnormalities in the neuronal network, leading to higher neuronal excitability levels. However, the mechanisms underlying epilepsy cannot rely solely on assessing the neuronal component. Growing evidence has revealed the high degree of complexity underlying epileptogenic processes, in which glial cells emerge as potential modulators of neuronal activity. Understanding the role of glial cells in developmental brain lesions such as malformations of cortical development and low-grade glioneuronal tumors is crucial due to the high degree of pharmacoresistance characteristic of these lesions. This has prompted research to investigate the role of glial and immune cells in epileptiform activity to find new therapeutic targets that could be used as combinatorial drug therapy. In a special session of the XVI Workshop of the Neurobiology of Epilepsy (WONOEP, Talloires, France, July 2022) organized by the Neurobiology Commission of the International League Against Epilepsy, we discussed the evidence exploring the genetic and molecular mechanisms of glial cells and immune response and their implications in the pathogenesis of neurodevelopmental pathologies associated with early life epilepsies.


The graphical abstract provides an overview of the article’s content. The left panel illustrates the condition where neurons and glial cells sustain normal neuronal activity during brain development. In contrast, the right panel depicts potential alterations in glial and dysmorphic neuronal cells, which, along with an immune response, may trigger neuronal hyperexcitability in the context of cortical malformations (MCDs) and glioneuronal tumors (GNTs).

Пороки развития коры головного мозга (MCDs) и глионейрональные опухоли (GNTs) являются наиболее частыми специфическими невропатологическими находками в хирургических образцах, взятых у пациентов с лекарственно-устойчивой фокальной эпилепсией, особенно в педиатрической популяции.1-3
MCDs представляют собой обширный спектр заболеваний, которые вызваны изменениями в процессе развития коры головного мозга и в значительной степени ассоциированы с лекарственно-устойчивыми припадками. К таким заболеваниям относятся focal cortical dysplasias (FCDs), tuberous sclerosis complex (TSC),2 и легкая форма MCDs с олигодендроглиальной гиперплазией и эпилепсией (MOGHE).4 FCD - это поражение мозга, характеризующееся аномально расположенными нейронами в фокальной области коры вследствие нарушений миграции клеток во время развития мозга.5 TSC - редкое генетическое заболевание, характеризующееся увеличением пролиферации клеток, что приводит к образованию узловых структур в головном мозге (таких как корковые бугорки) или других обычно доброкачественных опухолей или гамартом в головном мозге или вне его, таких как субэпендимальные гигантоклеточные астроцитомы или субэпендимальные узлы, рабдомиомы сердца или ангиомиолипомы почек.6 MOGHE - это патология головного мозга, состоящая из участков с повышенной пролиферацией олигодендроцитов и сниженной миелинизацией вместе с аномальными нейронами в белом веществе.4
С другой стороны, нейроонкологические поражения также часто встречаются у пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией, и среди них GNTs, такие как ганглиоглиомы (GGs), являются одним из наиболее распространенных образований.7 MCDs и GGs имеют сходные клеточные и молекулярные характеристики и часто сосуществуют,8 что в конечном итоге приводит к лекарственно-устойчивым припадкам при этих поражениях. В ретроспективном обзоре патологических образцов, полученных от пациентов с новообразованиями, 23 из 28 образцов GGs имели сопутствующие патологии MCD (тип I - 22/23, тип II - 1/238). Характерной гистопатологической находкой является наличие дисморфических нейронов - отличительного признака MCDs II типа, характеризующегося увеличением размеров сомы и ядер, агрегацией и смещением вещества Ниссля, а также цитоплазматическим накоплением фосфорилированных и не-фосфорилированных форм нейрофиламент (конкретные критерии см. в работе Bl7uuml;mcke et al.5). Наличие глиоза и активация иммунного ответа также являются важными признаками этих поражений.5 Изучение этих клеточных изменений, общих для различных развивающихся поражений мозга, связанных с эпилепсией, может помочь найти общие пути, на которые потенциально можно направить фармакологическое воздействие.
Большинство исследований, направленных на изучение судорожной активности при MCDs и GGs, были сосредоточены на нейронах.9-13 Однако в последние годы все чаще в центре внимания оказываются глиальные клетки, которые показывают, что они также могут вносить решающий вклад в активность нейронов и модулировать ее (обзор сделан в Vezzani et al.14 и Patel et al.15). Гистопатологический анализ показал, что в дополнение к дисморфическим нейронам в очагах поражения при развитии присутствуют также реактивные глиальные компоненты и сильная иммунная реакция.16-19
Поражения при развитии могут вызывать морфологические, молекулярные и функциональные изменения глиальных клеток, которые приводят к их переходу в «реактивное» или «активированное» состояние.20, 21 Эти клетки могут выделять воспалительные и противовоспалительные хемокины, которые, в свою очередь, могут вызывать дальнейшие побочные эффекты.
Является ли глиальная активация вторичной реакции, патогенетической причиной эпилептического поражения или даже тем и другим, пока неизвестно. Независимо от их возникновения, предполагается, что и глиальные, и иммунные реакции влияют на активность нейронных сетей22, и поэтому интерес к изучению их вклада в ictogenesis стремительно возрос за последние несколько лет.
В данном обзоре рассматриваются последние данные о роли глиального и воспалительного ответа в патогенезе эпилепсии с ранним началом, ассоциированной с MCDs и GNTs, которые обсуждались на XVI семинаре по нейробиологии эпилепсии (WONOEP 2022). Авторы принимали решение о пригодности данных для рассмотрения в обзоре, основываясь на том, что было представлено на конференции. Таким образом, первым критерием было включение всех опубликованных и неопубликованных исследований, основанных на самых последних результатах исследований в данной области, представленных участниками WONOEP 2022. Кроме того, в обзоре предполагалось рассмотреть эти данные наряду с другими опубликованными исследованиями, связанными с данной темой. Для этого авторы использовали PubMed и Google Scholar для поиска публикаций на английском языке.
2 ROLE OF ACTIVATED ASTROCYTES IN EPILEPSY-ASSOCIATED MCDs AND GNTs


Астроциты - это тип глиальных клеток, которые способствуют гомеостазу физиологических функций центральной нервной системы. При любом повреждении мозга астроциты могут начать активный ответ, включающий структурные, молекулярные и функциональные изменения, которые определяются термином «реактивный астроглиоз».23 Астроциты экспрессируют большое количество рецепторов, которые могут быть активированы внеклеточным раздражением. Ответная реакция запускает активацию сигнальных путей, которые в конечном итоге приводят к увеличению и гипертрофии сомы и усилению клеточной пролиферации. Степень ответа астроцитов зависит от природы и происхождения повреждения и выполняет широкий спектр функций, таких как формирование рубца, высвобождение цитокинов во внеклеточное пространство или регуляция транскрипционных путей (обзор в Giovannoni and Quintana,24 Lawrence et al.,25 и Linnerbauer et al.26). Несколько доказательств, включая исследования на людях и экспериментальные исследования, указывают на то, что реакция и дисфункция астроцитов вносят вклад в патофизиологию MCDs и GGs. Гистологический анализ тканей головного мозга пациентов с TSC выявил наличие астроглиоза именно в кортикальных бугорках, которые, как известно, являются эпилептогенными структурами.27-31 Более того, анализ диспластических тканей головного мозга пациентов с лекарственно-устойчивой эпилепсией показал наличие астроглиоза как гистологической характеристики, которая, как предполагается, способствует развитию судорог.32, 33 В мышиной модели GGs была показана корреляция между наличием астроглиоза и склонностью к судорогам. Cases-Cunillera и коллеги представили новую мышиную модель GGs, основанную на экспрессии BRAFV600E (v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1, несущего мутацию в позиции 600, где аминокислота валин (V) заменена на глутаминовую кислоту (E)) и активации механистической мишени рапамицина (mTOR) сигнального пути, индуцированной внутрижелудочковой внутриутробной электропорацией (IUE). Иммуногистохимический анализ этих опухолей показал высокий уровень иммунореактивности глиального фибриллярного кислого белка (GFAP), который часто используется в качестве маркера астроглиоза. Интересно, что опухоли с экспрессией BRAFV600E и повышенной активацией mTOR демонстрировали значительно большую склонность к повышенной возбудимости нейронов по сравнению с поражениями, индуцированными только BRAFV600E, в которых отсутствовала интенсивная астроцитарная иммунореактивность34.
Фенотип астроцитов при этих патологиях может быть неоднородным. В кортикальных бугорках пациентов с TSC астроциты были классифицированы как реактивные астроциты (характеризующиеся GFAP+/vimentin+) или глиотические/диспластические астроцитарные клетки (GFAP-/vimentin+).27, 28 Эта астроцитарная вариабельность также была описана в модели мыши GG, которая была создана с помощью IUE. Внедрение соматических мутаций (BRAFV600E и активация mTOR) в клетки-предшественники нейронов вызвало появление неопластических (IUE-позитивных), а также реактивных (IUE-негативных) астроцитов в составе GG-подобных поражений.34 Различий между астроцитами с мутациями BRAFV600E и без них в гистологических и иммуногистохимических анализах не наблюдалось. Астроциты, подвергшиеся воздействию мутации во время развития мозга, демонстрировали те же морфологические особенности, что и так называемые реактивные астроциты (без мутации BRAFV600E). Однако нельзя исключать молекулярные различия, и их необходимо дополнительно подтвердить с помощью других технологий, таких как транскриптомика/геномика.
Астроциты участвуют в контроле уровня повышенной возбудимости нейронов,35 что представляет собой патофизиологическую основу эпилепсии. Хирургические образцы, полученные от взрослых или детей с фокальным поражением, часто содержат заключения о патологии, состоящей из «кортикального и субкортикального глиоза», независимо от этиологии,32, 36, 37 что позволяет предположить аномалии глиальных функций в развитии эпилепсии. Интересно, что не все типы эпилепсии с ранним началом, по-видимому, демонстрируют активацию астроцитарного компонента. Исследование, представленное Tomonori Ono на конференции WONOEP 2022, было направлено на изучение иммуногистохимической экспрессии GFAP у педиатрических пациентов с эпилептическими энцефалопатиями развития (ЭЭР; n = 6) и другими лекарственно-устойчивыми эпилепсиями с фокальным началом (n = 4), перенесших резекционную или разъединительную операцию. Пациенты с видимыми поражениями на магнитно-резонансной томографии, такими как FCDs и кортикальные бугорки TSC были исключены из исследования.
Предварительные результаты показали, что у пациентов с FCDs II типа (n = 4), FCDs Ia типа (n = 2) и полимикрогирией (n = 1) с фокальным началом эпилепсии наблюдалось большое количество кортикальных астроцитов, сильно положительных на GFAP (астроцитарный маркер). С другой стороны, иммунореактивность кортикального GFAP не обнаруживалась или присутствовала только в нескольких астроцитах со слабой/незначительной экспрессией у пациентов с DEEs, такими как синдром инфантильных эпилептических спазмов или синдром Lennox–Gastaut. В отличие от других фокальных/лезионных эпилепсий, при этих заболеваниях образцы тканей, сфокусированные на глиозе, изучены слабо. Отсутствие кортикального глиоза при этих специфических типах эпилепсии позволяет предположить, что астроглиоз не способствует повышенной возбудимости нейронов, но может вносить свой вклад в основной патогенез, особенно при фокальных поражениях, таких как MCDs и GNTs. Необходимы дальнейшие исследования для оценки точной роли глиальной активации как причины/следствия эпилепсии, связанной с очаговыми поражениями, и механизмов, связанных с лекарственной устойчивостью.
Прямая связь между астроглиозом и развитием судорог была также показана на мышиной модели, в которой астроглиоз был экспериментально индуцирован без сопутствующих патологий мозга. У этих мышей развились спонтанные судороги, что доказывает, что дисфункции астроцитов достаточно для изменения активности нейронов.38, 39 Астроциты могут модулировать активность нейронов с помощью различных механизмов. Например, в физиологических условиях астроциты обеспечивают стабильный уровень внеклеточного глутамата с помощью глутаматных транспортеров GLAST и GLT-1.40 Было показано, что снижение функции этих транспортеров участвует в развитии эпилепсии в животной модели TSC.41 Более того, астроциты также экспрессируют глутамин-синтетазу, которая превращает глутамат в глутамин и тем самым важна для клиренса глутамата. Дефицит этого фермента может усиливать возбудимость нейронов.42 Кроме того, астроциты участвуют в поддержании гомеостаза калия с помощью астроцитарного калиевого канала Kir4.1. Потеря функции Kir4.1 нарушает уровень внеклеточного калия, что приводит к резкому увеличению возбуждения нейронов.43-47 Помимо контроля ионного гомеостаза и поглощения нейротрансмиттеров, астроциты могут напрямую регулировать синаптическую сигнализацию, тесно взаимодействуя с нейронами. Вступая в контакт с синапсом нейрона, они образуют так называемый «трехсторонний синапс» - функциональную единицу, состоящую из двух нейронов и одного астроцита. Тесное взаимодействие астроцитов с синапсами нейронов в конечном итоге способствует развитию и модуляции синаптической функции.48-50 Исходя из этих исследований, неудивительно, что морфологические и функциональные изменения астроглиальных клеток при развивающихся поражениях мозга могут изменять функцию нейронной сети. Хотя было предложено несколько механизмов, конкретная роль реактивных и генетически измененных астроцитов может зависеть от патофизиологического состояния. Как недавно рассмотрели Vezzani и коллеги, в некоторых случаях было показано, что астроциты несут в себе потенциал для возникновения заболевания (генетическая глиопатия, болезнь Alexander), в то время как при других заболеваниях они участвуют в возникновении и прогрессировании (например, приобретенная эпилепсия)14.
Стоит также обратить внимание на взаимодействие между глиальными клетками. Недавно Sano с коллегами показали, что микроглия и астроциты участвуют в эпилептогенезе во временном ограничении в животной модели медикаментозно вызванного эпилептического статуса. Их результаты показали, что астроглиоз, вызванный активацией микроглии, индуцирует эпилептогенез после эпилептического статуса.51
3 INVOLVEMENT OF MICROGLIAL ACTIVATION IN PATHOGENESIS OF EPILEPSY ASSOCIATED WITH MCDs AND GGs


Второй тип глиальных клеток - микроглия, определяемая как «резидентные иммунные клетки мозга». Микроглия способна активировать первоначальный ответ при повреждении мозга и быстро активироваться или реагировать на него посредством морфологических и функциональных изменений, пытаясь восстановить физиологическую функцию мозга.20 Хотя определение состояния микроглии как такового всегда было спорным, все больше усилий прилагается для достижения консенсуса в понимании и классификации их функции в различных физиологических и болезненных сценариях.53 Реактивная микроглия была описана в эпилептической ткани мозга при фокальных MCDs, включая FCDs и ТСК16, 54-56, а также GNTs (например, GGs).57-59 Было обнаружено, что у людей с GGs высокое количество реактивной микроглии коррелирует с продолжительностью и частотой припадков.16, 60 Однако, несмотря на растущее число исследований, посвященных изучению роли микроглии в эпилептических поражениях, патогенетические последствия микроглии в развитии припадков все еще остаются предметом споров, и были продемонстрированы как про-, так и анти-эпилептические функции. Различные состояния микроглии были обнаружены в одной и той же ткани при мезиальной височной эпилепсии, одной из наиболее распространенных форм эпилепсии. Активированная микроглия, характеризующаяся амебоидной морфологией, была более многочисленной в склеротических областях, где возникают припадки, чем в не-склеротических областях, где микроглия имела более разветвленную форму.61 Выработка провоспалительных цитокинов активированной микроглией была предложена в качестве одного из основных механизмов, ведущих к проэпилептическим процессам, управляемым микроглией.62 Однако микроглия может иметь двойную роль, способствуя эпилептогенным патологиям или защищая от них. В качестве примера Zhao и коллеги продемонстрировали, что селективная делеция mTOR в мышиной микроглии предотвращает вызванное эпилептическим статусом повышение активности mTOR в микроглии, а микроглия с дефицитом mTOR не способна захватывать поврежденные нейроны, что приводит к увеличению потери нейронов и более тяжелым спонтанным припадкам.63 Эти данные подтверждают, что активность mTOR в микроглии может защищать от вызванной припадками потери нейронов и эпилептогенеза.


3.1 Impact of inflammation-dependent mechanisms on neuronal network function


Цитокины выделяются различными типами клеток - иммунными, фибробластами, эндотелиальными и стромальными - и способны модулировать функцию нейронов19, 58 и иктогенез (ictogenesis) при некоторых эпилептических патологиях.22, 64-67 Пример про- и противовоспалительного влияния цитокинов на функцию нейротрансмиссии привели Ruffolo и коллеги. Они изучали влияние двух прототипичных цитокинов, интерлейкина-1β (IL-1β; провоспалительный) и IL-10 (противовоспалительный), на ткани GGs с помощью метода мембранной микротрансплантации в ооциты Xenopus68 , чтобы обойти дефицит человеческого материала. Этот метод основан на введении мембран человеческих клеток в ооциты Xenopus, которые могут встраивать их и экспрессировать их функциональные трансмембранные белки, такие как рецепторы нейротрансмиттеров69. Результаты этих экспериментов подтвердили роль IL-1β как негативного модулятора функции рецепторов γ-aminobutyric acid type A (GABAA, поскольку он был способен снижать амплитуду токов GABAA-рецепторов в GGs. Напротив, IL-10 был способен увеличивать амплитуду токов GABAA-рецепторов в тканях GGs, что согласуется с данными транскриптомики человека, сообщающими об увеличении рецептора IL-10 и его последующей сигнализации. Интересно, что предварительное введение IL-1β могло предотвратить влияние IL-10 на токи GABAA-рецепторов, что свидетельствует о том, что противовоспалительные цитокины могут не справляться с эффективным контролем нейровоспалительных стимулов в патологических условиях. Это исследование показывает, как медиаторы нейровоспаления могут непосредственно изменять нейротрансмиссию. В целом, особая роль в дисфункции нейронов, включая повышенную возбудимость нейронов, приписывается IL-1β.70, 71 Иммуногистохимические исследования показали увеличение экспрессии IL-1β в тканях FCDs и GGs человека, а количество клеток, положительных по IL-1β коррелировало с частотой припадков.19 Таким образом, микроглия может непосредственно изменять морфологию нейронов и косвенно влиять на нейронную передачу, секретируя про- и противовоспалительные медиаторы.
3.2 Noninflammatory microglial function: Synapse pruning


Помимо процессов, связанных с воспалением, предыдущие исследования показали, что реактивная микроглия может также вызывать возбудимость нейронов через не-воспалительные механизмы. Во время нормального развития мозга микроглия устанавливает тесные взаимодействия с нейронами, тем самым модулируя правильное формирование нейронной сети.72 Например, обрезка синапсов - хорошо изученное явление, происходящее во время развития мозга, которое характеризуется поглощением микроглией слабых или не-функциональных синапсов из нейронных клеток.72, 73 Этот физиологический процесс во время развития мозга может усугубляться в патологических условиях, что приводит к изменениям в нейротрансмиссии. Совсем недавно Schaefer и коллеги продемонстрировали, что микроглия играет ключевую роль в модуляции физиологической активности нейронов, отправляя и катаболизируя метаболиты, секретируемые в синаптическом внеклеточном пространстве. Таким образом, оптимальная функция микроглии необходима для подавления чрезмерной активации нейронов как в физиологических, так и в болезненных условиях74.
Rossini и соавторы описали сильную перестройку дендритов и потерю корешков в ядре FCDs типа II.75 Поскольку возбуждающие синапсы расположены на дендритных корешках, было высказано предположение, что потеря корешков может быть следствием судорог или усугублять эпилепсию, потенцируя перевозбудимые цепи и судороги, а также способствовать когнитивным нарушениям.76, 77 Rossini и коллеги далее исследовали потенциальную роль микроглиальных клеток в потере дендритных корешков и молекулярные механизмы, запускающие этот процесс при FCD типа II. Хирургические образцы, полученные при FCDs II типа, сравнивались с образцами, полученными при фокальных эпилепсиях различной этиологии. Они отметили, что образцы FCD типа II, в которых наблюдается потеря дендритных корешков, характеризуются сильной микроглиальной реактивностью и тесной связью между микроглиальными клетками и дендритными сегментами и синапсами. Интересно, что эти особенности не наблюдались в периплевральных областях за пределами дисплазии, где не было обнаружено потери корешков.
Сообщалось, что каскад комплемента играет роль в управлении микроглиальными клетками для разрушения синаптических структур. Сигнальный каскад комплемента состоит из группы белков, которые относятся к врожденной иммунной системе и защищают организм от внешних патогенов.78 В соответствии с этим в тканях с FCDs II типа, характеризующихся потерей дендритных отростков, наблюдается повышенная экспрессия белков комплемента C1q и C3, которые участвуют в обрезке синаптических структур. Воздействие белков комплемента in vitro на органотипические срезы кортикальной ткани без признаков FCDs при гистологическом исследовании снижало плотность дендритных отростков, что говорит о том, что система комплемента и микроглиальные клетки активно участвуют в формировании структур нейронов.17
Результаты этого исследования подкрепляются предыдущими данными, свидетельствующими о наличии реактивной микроглии и активации классического каскада комплемента в эпилептической ткани человека.65, 79, 80 В целом, эти исследования убедительно подтверждают гипотезу о том, что комплемент-зависимая микроглиальная реактивация обрезки синапсов может быть причиной потери корешков после развития мозга. Следовательно, белки комплемента могут представлять собой интересные мишени для новых терапевтических подходов при этих формах эпилепсии.
4 OLIGODENDROGLIOSIS AS FEATURE OF DEVELOPMENTAL BRAIN PATHOLOGIES ASSOCIATED WITH EPILEPSY


Олигодендроциты - еще один тип глиальных клеток, отвечающих за миелинизацию нейронов и обеспечивающих метаболическую и трофическую поддержку для правильного функционирования аксонов и нейронов.81 Учитывая их тесное взаимодействие с клетками нейронов, неудивительно, что дисфункция олигодендроглиальных клеток может быть связана с неврологическими патологиями. Увеличение плотности олигодендроглиальных клеток было описано в нескольких случаях заболеваний, связанных с эпилепсией. Среди них повышенная олигодендроглиальная реактивность наблюдалась при олигодендроглиальных гиперплазиях,82 при MOGHE,4 при некоторых типах FCDs,83, 84 а также при недавно описанной полиморфной низкочастотной нейроэпителиальной опухоли молодых.85 Хотя олигодендроглиальная реактивность признана гистологическим отличительным признаком этих заболеваний, связанных с эпилепсией, связь этого типа глиальных клеток с развитием припадков до конца не изучена и может отличаться при разных типах эпилепсии. При MOGHE повышенная частота соматических мутаций SLC35A2, обычно с потерей функции, была зарегистрирована в скоплениях повышенной плотности Olig2-позитивных клеток86 , что позволяет предположить, что мутация может быть связана с олигодендроглиальной гиперплазией. Однако в недавней публикации были приведены данные о том, что фокальный нокдаун или нокаут Slc35a2 в эмбриональной (14-15,4 день эмбрионального развития) коре мыши с помощью IUE был достаточен для возникновения гетеротопии нейронов в глубоких слоях коры и трактах белого вещества и увеличения склонности к судорогам после введения пентилентетразола, но не увеличивал количество олигодендроцитов87. Эти результаты позволяют предположить, что соматическая мутация Slc35a2 в эмбриональных нейроглиальных клетках коры головного мозга не может быть прямой причиной повышенной гиперплазии олигодендроцитов. В целом, необходимы дальнейшие исследования для выявления точных механизмов, происходящих во время развития мозга, посредством которых нарушение Slc35a2 запускает олигодендроглиальные специфические гистопатологические признаки.
Судорожная активность может непосредственно вызывать увеличение плотности олигодендроглиальных клеток. Во время развития мозга активность нейронов может контролировать миелинизацию путем усиления пролиферации олигодендроглиальных клеток-предшественников (OPCs)88 через функциональные синаптические контакты с нейронами.89 Следуя этим предположениям, группа Michelle Monje наблюдала потенцирование олигодендрогенеза и миелинизации после начала судорог в трансгенной животной модели генерализованной эпилепсии. Интересно, что лечение противосудорожными препаратами могло предотвратить этот эффект.90 Кроме того, в том же исследовании было доказано, что изменения в функции олигодендроцитов напрямую влияют на активность нейронов. Подавление прогрессирования эпилепсии было достигнуто в трансгенной мышиной модели с ингибированием миелинизации на основе удаления рецептора Trk из OPCs.90 Вклад олигодендроцитов в судорожную активность был ранее показан и в других исследованиях. Сообщалось, что олигодендроциты с дефицитом канала Kir4.1 способны вызывать судороги.91 Более того, судороги могут возникать при демиелинизирующих аутоиммунных заболеваниях, характеризующихся наличием антител против гликопротеина миелина олигодендроцитов.92
Однако, несмотря на появляющиеся доказательства того, что олигодендроглиоз и аберрантная функция олигодендроцитов могут быть вовлечены в патогенез эпилепсии, будущие исследования должны выявить точный вклад олигодендроцитов в повышенную возбудимость нейронов.
5 ROLE OF mTOR ACTIVATION IN GLIAL CELLS


Вышеизложенное свидетельствует о том, что активированная или реактивная глия может способствовать изменению функции нейронов. Однако в настоящее время ведутся споры о том, является ли активация глиальных клеток причиной или следствием MCDs и GNTs. Кроме того, точная связь между генетическими изменениями, лежащими в основе MCDs и GNTs, активацией глиальных клеток и судорожной активностью до конца не изучена. Среди генетических изменений, описанных при MCDs и GNTs, наиболее часто встречаются мутации в компонентах сигнального пути mTOR. Этот каскад регулирует многие ключевые клеточные функции, включая рост и размер клеток, синтез белка, уровень кислорода и клеточный метаболизм.
Эпилептогенные MCDs с выраженной дисрегуляцией mTOR также называются mTORопатиями - термин, введенный Crino в 2009 году.93 На молекулярном уровне mTORопатии часто вызываются мутациями, которые в конечном итоге приводят к гиперактивации сигнального пути mTOR, что приводит к нарушению архитектуры коры и другим морфологическим изменениям.94, 95 При эпилептических патологиях изменения в пути mTOR были обнаружены как в нейронах, так и в глиальных клеточных элементах, особенно в астроцитах и микроглии.41, 73, 96, 97 Это позволяет предположить, что активация mTOR может вызывать генерацию судорог как прямым (изменения mTOR в дисморфных нейронах с аномальной цитоархитектурой), так и косвенным (изменения mTOR в глиальных клетках) образом. Данные о гиперактивации пути mTOR в нейронном компоненте FCDs были представлены Stйphanie Baulac на конференции WONOEP 2022. Сверхглубокое направленное секвенирование генов в сопоставленных образцах крови и мозга человека было проведено для поиска вариантов с низкой частотой аллелей в панели генов пути mTOR и FCDs в когорте из 80 детей, перенесших операцию по устранению эпилепсии. Анализ удаленных клеток показал, что дисморфные нейроны и шаровидные клетки несут mTOR-активирующие мутации, что указывает на причинно-следственную связь между генетической мутацией, гиперактивацией mTOR-пути и образованием цитомегалических клеток.98 Гиперактивация сигнального каскада mTOR в дисморфных нейронах была ранее описана в эпилептической ткани человека при MCDs.99, 100
Фосфорилированный рибосомальный белок S6 (pS6), мишень нижнего течения пути mTOR, широко используется для оценки активации этого пути. Исследование pS6 на иммуногистологическом уровне показало, что активация пути mTOR происходит в глионейрональных поражениях человека101 , а также в мышиной модели GGs. В последней модели активация mTOR посредством IUE конститутивно активной формы вышележащего белка Akt в популяции нейронных предшественников была признана необходимой, наряду с BRAFV600E, для запуска GGs с наличием дисморфических нейронов и неопластических астроцитов34.
Rossini и коллеги представили данные, показывающие, что pS6 присутствует не только в нейронном компоненте, но и в реактивных астроцитах и микроглиальных клетках, а также в тканях, не пораженных FCDs без мутации генов пути mTOR.102 Эти результаты подкрепляются предыдущими исследованиями, которые также показали, что активация mTOR не ограничивается дисморфическими нейронами, как при FCDs типа II, но также экспрессируется глиальными клетками при патологиях, связанных с эпилепсией.103-106 Более того, Zhao и коллеги показали, что активация mTOR именно в микроглиальных клетках достаточна для запуска судорог в мышиной модели.73 Это может свидетельствовать о том, что глиальная дисфункция не только является реакцией на поражение, характеризующееся аберрантной морфологией и функцией нейронов, но и может причинно влиять на возникновение судорог при некоторых формах эпилепсии.
6 CONCLUSIONS


В совокупности приведенные выше данные свидетельствуют о том, что молекулярное и функциональное исследование нейронов может быть недостаточным для полного понимания эпилептогенных механизмов, возникающих при MCDs и GNTs. Для понимания точных механизмов, приводящих к судорожной активности и лекарственно-устойчивой эпилепсии, может потребоваться оценка глиально-клеточного компонента, а также воспалительного ответа в эпилептогенных очагах развития.
Хорошо документированная активация глиальных клеток, включая астроглиоз, реактивную микроглию и олигодендроглиоз при эпилептогенных поражениях, таких как MCDs и GGs4, 16, 34, 60, подчеркивает, что эти типы клеток необходимо учитывать в будущих исследованиях. Вышеприведенные исследования подтверждают, что не-нейрональные клетки вносят важнейший вклад в гомеостаз мозга, а их дисрегуляция может изменять функции нейронов, приводя к таким процессам, как повышенная возбудимость нейронов. Борьба с эпилепсией представляет собой основную терапевтическую проблему при этих поражениях, которые отличаются высокой устойчивостью к противосудорожным препаратам; учитывая, что механизмы действия современных противосудорожных средств в основном направлены на модуляцию функций нейронов, активное участие глиальных клеток может объяснить феномен лекарственной устойчивости. Кроме того, медиаторы нейровоспаления приобретают все большее значение как патогенные факторы и терапевтические мишени107, 108; таким образом, понимание механизмов их действия и взаимодействия имеет фундаментальное значение для будущего развития новых методов терапии, направленных на устранение воспалительных путей. Открытие новых глиальных молекул, которые могут опосредовать эпилептогенные процессы, послужит основой для новых методов лечения. Например, в качестве потенциального нового подхода к лечению было предложено воздействовать на астроцитарный глутаматный транспортер GLT-1109 или Kir4.1109. Кроме того, учитывая растущее количество доказательств, подтверждающих роль цитокинов, выделяемых глиальными клетками, рациональные терапевтические подходы, направленные против провоспалительных, но усиливающие действие противовоспалительных цитокинов, могут помочь ослабить эпилептогенные процессы. С ростом понимания вклада глиальных клеток в эпилептогенез становится ясно, что мультитаргетная и комбинаторная лекарственная терапия, направленная как на нейронные, так и на глиально-зависимые молекулярные механизмы, может быть перспективной для лечения некоторых форм эпилепсии.
Однако связь соматических мутаций с FCDs повышает важность точного терапевтического воздействия на конкретное подмножество клеток, вовлеченных в эпилептогенные процессы. Мутации могут оказывать различное влияние на развитие и патогенез, в зависимости от времени их экспрессии,110 типов клеток, несущих эти мутации,63 их генетического фона, а также, возможно, экологического окружения и взаимосвязи.111, 112 Рациональный дизайн таких подходов прецизионной медицины должен учитывать эти факторы, чтобы добиться максимального терапевтического эффекта и минимизировать неблагоприятные последствия.
За последние несколько лет все большее число исследований предоставляет новые инструменты для манипулирования глиальными клетками специфическим образом, позволяя экспрессировать трансгены с помощью вирусных векторов113 или IUE,114, 115 что в конечном итоге может быть полезно для уменьшения или усиления специфических молекулярных путей, потенциально вовлеченных в повышенную возбудимость нейронов. Хотя воздействия на глиально-специфические механизмы может быть недостаточно для борьбы с эпилепсией, его можно использовать в качестве коадъюванта для усиления действия других противосудорожных препаратов.
В совокупности оценка состояния глиальных клеток и воспалительной реакции при этих заболеваниях может дать возможность найти молекулы-мишени для разработки новых вариантов терапии. Поэтому необходимо дальнейшее изучение и понимание того, как именно глиальные клетки вовлечены в патогенез и являются ли они причиной или следствием эпилептогенных процессов при MCDs и GNTs.