Badanie ujawnia kluczową rolę przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego w migrenach - nowe terapie

Zdjęcie: UniversityofRochesterMedicalCenter/ Fioletowy: fala aury migrenowej /Czerwony: cząsteczki wywołujące ból /Jasnoróżowy: ganglion czuciowy

Między innymi, to odkrycie podaje szczegóły relacji między objawami neurologicznymi aury i pojawiającej się po niej migreny. Badanie również identyfikuje nowe białka, które mogą stać za bólami głowy i mogą stanowić bazę do stworzenia nowych leków na migrenę.

„W tym badaniu opisujemy interakcję między centralnym i obwodowym układem nerwowym spowodowaną zwiększoną ilością białek uwalnianych w mózgu podczas ataku. Rozprzestrzenia to depolaryzację, zjawisko odpowiedzialne za aurę występującą z migrenami” - mówi dr Maiken Nedergaard, jedna z dyrektorek Center for Translational Neuromedicine uniwersytetu w Rochester i autorka wspomnianego badania, która pojawia się również w Science. „Te odkrycia dały nam nowe cele w supresji aktywacji nerwów czuciowych, aby zapobiegać i leczyć migreny, jak i ulepszać istniejące terapie”.

Szacuje się, że 1 na 10 osób cierpi na migreny, a w jednej czwartej przypadków ból głowy występuje z aurą. Aura to zaburzenie sensoryczne, która może się objawiać rozbłyskami światła, zaburzeniami wzroku, podwójnym widzeniem, mrowieniem czy drętwieniem kończyn. Te objawy zazwyczaj pojawiają się na 5 minut do godziny przed wystąpieniem bólu głowy.

Przyczyną aury jest zjawisko nazywane rozszerzającą się depresją korową (CSD), krótkotrwałą depolaryzacją neuronów i innych komórek, co jest spowodowane dyfuzją glutaminianu i potasu, które rozchodzi się po mózgu jak fala. Na swojej drodze ogranicza dostarczanie tlenu do komórek i częściowo ogranicza ukrwienie mózgu. Najczęściej ognisko depolaryzacji jest zlokalizowane w części mózgu odpowiedzialnej za przetwarzanie obrazu, dlatego migrena zaczyna się objawami wzrokowymi.

Mimo tego, że aura pojawia się w mózgu, sam narząd nie jest w stanie odczuwać bólu. Te sygnały muszą być przekazane z centralnego układu nerwowego, czyli mózgu i rdzenia kręgowego do ośrodkowego układu nerwowego. Jest to droga przesyłania informacji między mózgiem i resztą organizmu, obejmująca nerwy czuciowe odpowiedzialne za informacje dotyczące dotyku i bólu. Ten proces komunikacji między mózgiem i obwodowymi nerwami czuciowymi w migrenach nadal jest w większości zagadką.

Model przepływu płynu wyjaśnia początek bólu migrenowego

Teoria, z którą zgadza się najwięcej ekspertów jest taka, że zakończenia nerwowe znajdujące się na powłokach otaczających mózg są odpowiedzialne za bóle głowy występujące po aurze. Natomiast nowe badania przeprowadzane na myszach opisują nieco inną drogę i skupia się na białkach, z których wiele może być celem nowych leków, jako prawdopodobną przyczynę podrażnienia nerwów i spowodowania bólu.

Wraz z rozprzestrzenieniem się fali depolaryzacji neurony uwalniają serię, między innymi, białek zapalnych do CSF. W szeregu badań przeprowadzonych na myszach naukowcy pokazali, jak CSF transportuje te proteiny do zwoju trójdzielnego, dużego skupiska nerwów położonego na trzonie czaszki, i dostarcza informacje sensoryczne do głowy i twarzy.

Zakładało się, że zwój trójdzielny, jak i reszta obwodowego układu nerwowego, znajdował się poza barierą krew-mózg, która restrykcyjnie kontroluje, jakie cząsteczki przechodzą do mózgu i z niego wychodzą. Jednakże badacze znaleźli nieodkrytą wcześniej lukę w tej barierze, która pozwala CSF wpływać prosto do zwoju trójdzielnego, narażając nerwy czuciowe na „koktajl proteinowy” uwalniany przez mózg.

Białka uwalniane w trakcie migreny działają ze zdwojoną siłą podczas aktywności fal mózgowych

Analizując cząsteczki naukowcy znaleźli dwanaście białek, zwanych ligandami, które łączą się z receptorami nerwów czuciowych w zwoju trójdzielnym, co prawdopodobnie powoduje aktywację tych komórek. Stężenie niektórych z tych protein znalezionych w CSF zwiększyło się ponad dwukrotnie po rozszerzającej depresji korowej (CSD). Jedna z tych protein, peptyd związany z genem kalcytoniny (CGRP), jest już tematem badań leków nowej klasy mających na celu zapobieganie i leczenie migren, nazywanych inhibitorami CGRP. Odkryto, że inne zidentyfikowane białka mają rolę w innych chorobach bólowych, na przykład w bólach neuropatycznych i prawdopodobnie są ważne także przy migrenie.

„Odkryliśmy nową drogę, którą pokonują sygnały nerwowe i kilka cząsteczek, które aktywują nerwy czuciowe w obwodowym układzie nerwowym. Wśród tych znalezionych cząsteczek wykryliśmy te, które już wiemy, że są powiązane z migrenami, jednak nie wiedzieliśmy dokładnie, gdzie i w jaki sposób rozpoczynała się migrena” - mówi dr Martin Kaag Rasmussen, stypendysta habilitacji z uniwersytetu w Kopenhadze i pierwszy autor badania. „Określenie roli tych nowo odkrytych par liganda-receptor być może pozwoli na uściślenie badań farmakologicznych, co może pomóc większości pacjentów, dla których teraz dostępne terapie nie przynoszą ulgi.”

Naukowcy również zaobserwowali, że transport protein uwalnianych w jednej części mózgu dociera głównie do zwoju trójdzielnego po tej samej stronie, co może wyjaśniać, dlaczego w atakach migreny ból pojawia się po jednej stronie.

Współautorzy badania: Kjeld Mollgard, Peter Bork, Pia Weikop, Tina Esmail, Lylia Drici, Nicolai Albrechtsen, Matthias Mann, Yuki Mori i Jonathan Carlsen z uniwersytetu w Kopenhadze, Nguyen Huynh i Steve Goldman z URMC (Centrum Medyczne uniwersytetu w Rochester), Nima Ghitani i Alexander Chesler z NINDS (Krajowy Instytut Chorób Neurologicznych i Udaru). Badania były zrealizowane dzięki dofinansowaniu z Novo Nordisk Foundation, NINDS, US Army Research Office, the Lundbeck Foundation i Dr. Miriam and Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation.