Le crisi epilettiche esistono in diverse varietà. La maggior parte ha familiarità con le crisi tonico-cloniche, che sono caratterizzate da grandi convulsioni. Tuttavia, diversi tipi di epilessia infantile sono caratterizzati da crisi di assenza in cui i bambini sperimentano una diffusa attività cerebrale irregolare che li lascia incoscienti per un certo numero di secondi, ma senza convulsioni. Le crisi di assenza sono associate a scariche di onde di picco (SWD) – attività cerebrale irregolare che può essere registrata su elettrocorticogrammi. Mentre alcuni farmaci sono disponibili, una più chiara comprensione di come questi tipi di crisi iniziano nel cervello porterà allo sviluppo di terapie migliori.
Perché i bambini con questi tipi di epilessia spesso hanno mutazioni nei geni STXBP1 o SCN2A, gli scienziati hanno creato modelli murini di queste epilessie infantili mutando questi geni. Per entrambi i geni, il team del RIKEN CBS ha creato topi con un gene normale e uno mutato – una condizione chiamata haplodeficienza, che è diversa da un knockout completo. Dopo aver stabilito che i loro topi hanno sperimentato crisi di assenza, come evidenziato da SWDs sopra la corteccia somatosensoriale, hanno eseguito una serie di esperimenti per determinare come sono stati innescati.
SWDs può essere bloccato da farmaci che inibiscono i neuroni di eccitare l’altro. Gli scienziati hanno iniettato un inibitore neuronale in diverse regioni del cervello sperando di trovare quali fossero collegate alle crisi. Hanno trovato tre regioni: la corteccia somatosensoriale, il talamo e una parte dello striato sotto la corteccia. Anche se molti hanno pensato che il talamo e la corteccia somatosensoriale sono le fonti primarie per le crisi di assenza, ulteriori esperimenti hanno dimostrato che la regione critica per innescare le crisi era in realtà nello striato.
Dopo aver scoperto che iniettare un farmaco che eccita i neuroni solo nella regione striatale dei topi modello induceva in modo affidabile gli SWD, hanno creato topi con mutazioni limitate solo ai neuroni della corteccia somatosensoriale che erano collegati allo striato. Questi topi hanno mostrato gli stessi SWD, il che significa che le crisi di assenza erano innescate da segnali difettosi che arrivavano nello striato. Un ulteriore esperimento ha dimostrato che il problema è sorto perché la trasmissione specificamente agli interneuroni a risposta rapida nello striato era troppo debole.
Questi risultati erano in qualche modo inaspettati. Come spiega Yamakawa, “sebbene il circuito cortico-talamico sia stato a lungo ritenuto l’unica ed esclusiva fonte causale dell’epilessia da assenza, abbiamo dimostrato che essa è effettivamente innescata da una trasmissione eccitatoria cortico-striatale compromessa. Questo potrebbe essere un cambiamento di paradigma per la ricerca sull’epilessia.”
Poiché una terapia efficace per l’epilessia dipende dalla comprensione dei meccanismi esatti attraverso i quali vengono generati gli attacchi, questi risultati guideranno lo sviluppo di farmaci in nuove direzioni che potrebbero rivelarsi più efficaci rispetto ai trattamenti di oggi.