Az epilepsziaroham leállításának beavatkozási pontját azonosították az SZTE agykutatói

Meggátolni az epilepsziás rohamot. Ez a célja az MTA-SZTE Lendület programján kétszer is eredményes, továbbá az NKFI Hivatal „Élvonal” pályázatát is elnyert kutatónak, dr. Berényi Antalnak. A Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar adjunktusa és 6 kollegája jegyzi azt a cikket, amelyet a patinás idegtudományi szaklap, az oxfordi Brain közölt 2021. január 27-én.

– Az epilepszia 60-70 millió embert érint a világon, ez a betegség a gyógyszeripar számára csak az Európai Unióban 20 milliárd eurós piacot jelent, miközben a betegek harmadánál hatástalanok a gyógyszerek. Az ilyen gyógyszerrezisztens esetekre fejlesztett klinikai agyingerlő eszközök hatásossága, sajnos – minden erőfeszítés ellenére – csak 50 százalék körüli. Ennek az az oka, hogy mindegyik egy előre meghatározott ingerlési mintát alkalmaz. Nincs jelenleg olyan eszköz, amely képes megvizsgálni az éppen induló epilepsziás roham jellemzőit, majd ezekhez igazítani a terápiát – jellemezte a helyzetet dr. Berényi Antal. – Ezzel szemben kísérleteink eredménye arra hívja fel a figyelmet, hogy szemléletváltásra van szükség. Ráadásul ez a „konzerv” ingerlés, az alacsony hatékonyság mellett, sok esetben még meg is hosszabbítja a görcsös rohamokat.

Nincs két egyforma görcs

Az epilepszia – régiesen „frász – olyan a neurológiai betegségeknek a gyűjtőneve, amikor az idegsejtek az agykéregben vagy annak egy részében egyszerre sülnek ki, és változatos – többnyire görccsel járó – tünet együttest hoznak létre.

– Először bizonyítottuk azt, hogy epilepsziában mennyire fontos a személyre és rohamra szabott ingerlés – összegezte dr. Berényi Antal a Brain-féle cikkük lényegét. A publikáció a neurokibernetikai kutatásokat segítő NKHI Hivatal „Élvonal…” pályázati támogatás első és fontos eredményét írja le. Az SZTE kutatócsoportja vizsgálatokkal igazolta: nincs két egyforma epilepsziás roham. – Egy epilepsziás beteg két különböző időpontban lezajló rosszulléte ugyanúgy eltér egymástól, mint ahogy egyetlen görcsös roham is különböző fázisokból áll az agyi aktivitás szempontjából.

Ez újszerű megközelítés az epilepszia elektroterápiájában.

– A belső ritmusuk alapján különböznek egymástól az epilepsziás rohamok. E ritmicitást kell megvizsgálnia a kutatónak, majd a roham egyedi jellemzőihez kell igazodnia a stimulálásnak is – hangsúlyozta. – Minden egyes rohamhoz személyre szabott ingerlést kell alkalmazni.

Az epilepsziás beteg görcsös rohama leállításának egyik módja az elektromos ingerlés. Azt már korábban bizonyította az SZTE kutatóorvosa, hogy bizonyos epilepsziaroham típusok esetében hatásos a koponyán kívüli ingerlés. Legutóbb arra keresett választ, hogy az agy mely pontjának az ingerlése eredményezi a leghatásosabban a görcsös roham megfékezését.

– Az agy állapota folyamatosan változik. Így sok esetben a rohamok kiindulópontja is vándorol. Ezt nem tudja követni például egy beültetett elektróda – magyarázta az epilepszia elektroterápiájával évek óta foglalkozó kutató.

Forgalmi csomópont

Sok epilepsziás roham a hippokampuszból indul el. Ez a C betűhöz hasonló alakú és kiterjedt agyterület, érthető okból, nem stimulálható egyetlen elektródával. A Brain-beli cikk az ilyen „problémás” esetek elektroterápiához nélkülözhetetlen beavatkozási pontját írja le. E pont meghatározása akár invazív eletródák, akár a Berényi-csoport által már kidolgozott nem-invazív agyingerlési eljáráshoz tartozó eszköz, a defibrillátor hatékony működéséhez szükséges. Öt év masszív munkát, több mint 100 oldalas tanulmányt sűrítettek a szegedi kutatók olyan kézirattá, amelyet közlésre méltónak minősített a 144. évfolyamánál tartó oxfordi folyóirat.

– Pici agyterületet kerestünk, amelyhez jól illeszthető az ingerléséért felelős elektróda. Ez az agyterület a mediális septum, amely patkányokban 1-2 milliméter, emberben 1 centiméternél kisebb. Pici, jól célozható mérete ellenére nagyon erős kontroll alatt tudja tartani az egyébként átfogóan ingerelhetetlen hippokampusz egészét – mutatott az agy mélyebb részen található területre. – Nem véletlenszerű volt ez a választás. Korábbi kutatásaink során láttuk már, hogy ennek a területnek komoly hatása van az agyi ritmusokra. De epilepszia terápia vonatkozásában korábban nem vizsgálták ezt az agyterületet.

A „forgalmi csomóponthoz” hasonlítható, az agy középvonalán elhelyezkedő mediális septumnak az az előnye, hogy mindkét agyféltekét egyformán tudja kontrolálni.

A GABAerg sejtek titka

Egyfajta térképet is készítettek az SZTE kutatói az epilepsziás roham megállítására alkalmas agyterületről. Ugyanis sokféle sejttípus alkotja a mediális septumot.

– Különböző géntechnológiai módszerekkel lehetővé tettük, hogy a kísérleti állatokon egyszerre csak egy konkrét sejttípust ingereljük, ne az egész területet – magyarázta dr. Berényi Antal. – Azt láttuk, hogy az egyik gyakori gátló idegi átvivőanyagot, a GABA-t termelő idegsejtek tudják a leghatékonyabban féken tartani a hippokampuszból induló rohamokat.

A megfelelő időzítés önmagában jelentősen növelte a hatékonyságot sejttípus ingerlés nélkül is. Az SZTE kutatói így azt feltételezik, hogy a koponyacsonton kívülről érkező elektromos ingerek is elegendően hatnak majd ezekre a GABAerg idegsejtekre. A következő lépésben megpróbálják célzott ingerléssel, koponyán kívülről elérni a mediális septumot.

Alapkutatástól a betegágyig

Alapkutatási megfigyelésre alapozva építették föl az alkalmazott kutatási probléma megoldását szolgáló kísérleteket. Ez jellemezi dr. Berényi Antal munkamódszerét. Az SZTE agykutatója szeret végigmenni a tudományos kutatómunka egész útvonalán.

– A mediális septummal kapcsolatos 2014-es első alapkutatás megfigyeléseinket követően, 2020-ra megérkeztek az alkalmazott kutatási eredményeink, amelyeket a közeljövőben az ipari alkalmazás követ – sorolta a mérföldköveket. – Azt fogjuk vizsgálni, hogy az új módszer alkalmazásához milyen eszközt készíthetnénk. Ezzel a humán és klinikai alkalmazással majd elérkezhetünk az út végére, a betegágyhoz.

Az epilepszia egyes típusainak a gyógyszeres kezelése nem lehetséges. Erre a súlyos egészségügyi problémára találtak magyarázatot és egy lehetséges megoldást az SZTE ÁOK kutatói.

Gép az agyban?

Kész az eszköz, az agyi defibrillátor – írtuk 2020 márciusában a „Stop az epilepsziás rohamnak! – Az SZTE kutatóorvosa az „Élvonal” pályázat egyik nyertese” című cikkünkben. A Berényi-féle kutatócsoport, most arra adott egy lehetséges választ, hogy a gépet miként kell beállítani ahhoz, hogy a leghatékonyabb legyen a felhasználása az agy működését is romboló görcsrohamok megállítására.

– Az orvostudományokon kívül a matematika, az informatika, az elektronika azért játszik fontos szerepet az eredményeinkben, mert így sikerült megtalálni az agyon belül azt a pontot, amelynek révén az ingerlés jellegét az adott roham mintázatához tudjuk igazítani. Ehhez az eredményhez, a megvalósításhoz valós idejű jelfeldolgozásra van szükség. Ez matematikai és informatikai szempontból is nagy kihívás – hangsúlyozta dr. Berényi Antal. – Ha elindul az epilepsziás roham, nincs idő azon gondolkodni, milyen is lenne a megfelelő ingerlés. Nagyon gyors algoritmusok kellenek ahhoz, hogy szinte azonnal, a másodperc tört része alatt tudjunk olyan ingert generálni, amely illeszkedik ahhoz, ami éppen az agyban történik.

Nemzetközi csapat dolgozik dr. Berényi Antal, az SZTE ÁOK Dóm téri, Élettudományi Intézet-beli laboratóriumában. Jellemzi ezt a Brainben közöl cikk 7 szerzőjének névsora: Yuichi Takeuchi, Harangozó Márk, Lizeth Pedraza, Földi Tamás, Kozák Gábor, Qun Li, Berényi Antal. A szerzőgárda 3 tagja külföldi – japán, kolumbiai, kínai – szakember, a 4 magyar kutató a Szegedi Tudományegyetemen diplomázott.

– Nehéz jóslásokba bocsátkozni arról, mikor használhatják az epilepsziás betegek az agyi defibrillátort. Az eszközt egy start-up keretében fejlesztjük. A Covid-19 pandémia miatt a klinikai vizsgálati lehetőségek beszűkültek – sorolta a kutatómunka folytatását gátló körülményeket. – Nagyobb betegszámú, volumenű klinikai próba, remélhetőleg, 2024 vége felé várható.

Az epilepszia tüneti kezelését, a rohamok leállítását segíti a Brain folyóiratban közölt eredmény. Azonban a betegség kialakulásával és előre jelezhetőségével kapcsolatban sok még a megoldatlan rejtély. Az SZTE kutatóorvosa és nemzetközi csapata az epilepszia mint probléma megértéséhez hozzájáruló újabb kérdések megválaszolása felé fordul.

– Nem félek attól, hogy munka nélkül maradnánk a pályázati ciklus lejártával – nézett a jövőbe dr. Berényi Antal agykutató. – Nagyon sok kő van még ebben a bányában, amit meg kell törni és össze kell rendezni az agy működését magyarázó újabb és újabb mozaikképpé.

SZTEinfo – Újszászi Ilona

Fotó: Bobkó Anna

Korábban írtuk:

Stop az epilepsziás rohamnak! - Az SZTE kutatóorvosa az „Élvonal” pályázat egyik nyertese

Az emlékezés titkát kutatják az SZTE szakemberei

„Nagy horoggal horgászik” az SZTE kétszeres Lendület pályázatos kutatója, Berényi Antal

Epilepsziás betegeken segít az SZTE-kutatók agyi defibrillátora