Vědci z Univerzity Johnse Hopkinse odhalili ve studii na geneticky upravených myších některé nové molekulární detaily, které zřejmě vysvětlují, jak elektrokonvulzivní terapie (EKT) rychle zmírňuje těžké deprese u savců, pravděpodobně včetně lidí. Molekulární změny umožňují větší komunikaci mezi neurony ve specifické části mozku, o níž je také známo, že reaguje na antidepresiva.
Ve zprávě o své studii, která byla zveřejněna online v říjnu. 20 v časopise Neuropsychopharmacology, vědci uvádějí, že tato zjištění by měla pomoci pokročit ve vývoji léčby, která by dokázala to, co EKT, bez rizik a vedlejších účinků.
Nové mozkové buňky se vyvíjejí v hipokampu mozku po elektrokonvulzivní terapii u zdravé myši (nahoře) a myši, které chybí protein Narp (dole). Nové buňky myší bez Narpu mají méně rozvětvených dendritů, které jsou potřebné pro komunikaci s okolními mozkovými buňkami, než zdravé myši.
„EKT je nejúčinnější dostupná léčba těžkých a na léčbě rezistentních depresí, ale vyžaduje anestezii a může způsobit vedlejší účinky, jako je ztráta paměti,“ říká Irving Michael Reti, M.B.B.S., M.D., ředitel programu stimulace mozku a docent psychiatrie a behaviorálních věd na Johns Hopkins University School of Medicine. „Zjištění, jak přesně ECT na mozek působí, je klíčem k nalezení lepších alternativ.“
Nová studie rozšiřuje práci Retiho a jeho kolegů, jejichž výzkum se v poslední době zaměřil na gen v hipokampu myšího mozku, který vytváří protein Narp, u něhož se před více než deseti lety, kdy Reti pracoval s Jayem Barabanem na Johns Hopkins, ukázalo, že souvisí se závislostí a takzvaným „motivovaným chováním“.
ECT, podávaná pacientům s depresí v anestezii a po užití svalového relaxantu, vysílá elektrické impulzy do mozku prostřednictvím elektrod přiložených na hlavu. Elektrická stimulace vyvolává záchvat. ECT se opakuje několikrát týdně po krátkou dobu a u mnoha pacientů na delší dobu odstraňuje příznaky deprese.
Prací s myšmi Reti a další již dříve prokázali, že během několika minut po ECT se v hipokampu, malé části mozku ve tvaru mořského koníka ve spánkovém laloku, která pomáhá regulovat emoce, zapnou určité geny, zejména Narp.
Pro novou studii zkoumající roli Narpu v EKT použili vědci zdravé myši a myši geneticky vyšlechtěné tak, aby Narp postrádaly.
Myši v obou skupinách podstoupily pět sezení EKT, která byla prováděna prostřednictvím elektrod ušních klipů. Odděleně oba typy myší dostaly jako kontrolní skupinu „falešné“ procedury bez elektrického impulzu. Každé sezení EKT přineslo elektrický impuls o délce 0,5 milisekundy po dobu 1 sekundy, s frekvencí 100 Hertzů a proudem 40 miliampérů, což je asi 5 procent celkového elektrického náboje podávaného lidskému pacientovi.
Dále vědci měřili chování myší pomocí známého testu plavání, při kterém jsou zvířata umístěna do nádrže naplněné vodou, zatímco vědci měří, jak dlouho plavou v porovnání s tím, jak dlouho plavou.
Myš v depresi stráví více času plaváním podobně, jako když se vzdá aktivního plavání, než myš bez deprese. V šestiminutovém testu strávily zdravé myši asi 50 sekund z posledních čtyř minut plaváním, zatímco myši bez Narpa strávily v tomto časovém rozmezí plaváním asi 80 sekund.
Výzkumníci tvrdí, že výsledky ukazují, že Narp je specifickým cílem potřebným pro účinek EKT jako antidepresiva.
U zdravých myší i u myší bez Narpa EKT zapnula gen c-Fos, o kterém je známo, že během hodiny po posledním sezení EKT zapne ještě další geny aktivované EKT.
Již dříve bylo známo, že několik týdnů po zákroku EKT nebo po užití účinného antidepresiva se kmenové buňky v hipokampu zapínají a vytvářejí další kopie hipokampálních neuronů.
Aby vědci zjistili, zda Narp hraje roli při vytváření těchto nových buněk u myší, vpravili do nich syntetickou molekulu BrdU, která značí a umožňuje detekci nově vytvořených buněk, z nichž se stanou neurony v hipokampu. Jak zdravé myši, tak myši bez Narpu měly po EKT třikrát větší počet nových buněk v hipokampu než myši, kterým byla provedena falešná procedura.
Výzkumníci také sledovali dendrity vyrůstající z těchto nových mozkových buněk, výběžky, které dosahují ven a komunikují se sousedními buňkami. Dendrity vizualizovali tak, že je obarvili na protein DCX, který se váže na kostru buňky. Přibližně 24 hodin po posledním sezení EKT u zdravých myší i u myší s nedostatkem Narp zjistili, že nové buňky u myší s nedostatkem Narp měly na svých dendritech mnohem méně větví než buňky nalezené v hipokampu zdravých myší.
„To vše nám říká, že Narp zřejmě reguluje komunikaci s ostatními neurony vytvářením nových synapsí neboli spojení, a to může být způsob, jakým částečně působí antidepresivní účinky po EKT,“ říká Reti.
Vědci testovali zdravé myši, aby zjistili, zda reagují na antidepresiva. Pomocí testu nuceného plavání zjistili, že myši, kterým bylo podáno 10 miligramů na kilogram injekčně aplikovaného ketaminu, plavaly asi 75 sekund ve srovnání se 110 sekundami u myší, kterým lék podán nebyl. Poté se vědci podívali na myši bez Narpu, aby zjistili, zda reagují na ketamin. Myši bez Narpa, kterým nebyl podán lék, se vznášely asi 110 sekund, zatímco myši bez Narpa, kterým byl podán ketamin, se vznášely asi 90 sekund.
„To naznačuje, že ztráta Narpa neovlivňuje reakci na ketamin, což znamená, že antidepresivum může působit jiným mechanismem než EKT, což naznačuje, že může existovat více způsobů léčby deprese, včetně neznámých cest, které využívají mechanismus EKT,“ říká Reti.
Dalšími autory studie byli Andrew Chang, Punit Vaidya, Edward Retzbach, Sunho Chung, Urian Kim, Kathryn Baselice, Alec Stepanian, Melissa Staley, Lan Xiao, Ashley Blouin, Sungho Han, JohgAh Lee, Paul Worley, Kellie Tamashiro, Kerri Martinowich, Mary Ann Wilson a Jay Baraban z Johns Hopkins; Kristen Maynardová z Lieberova institutu pro vývoj mozku a Barbara Hempsteadová z Weill Cornell Medical College.
Studie byla financována z grantů Národního institutu pro zneužívání drog (R01 DA016303), Národního institutu pro neurologické poruchy a mrtvici (R01 NS039156), Národního institutu Eunice Kennedy Shriver pro zdraví dětí a lidský rozvoj (U54 HD079123) a Erica a Alison Jagerových.
COI: Reti a Vaidya obdrželi zdarma dodávky od společnosti Neuronetics, Inc. Reti je součástí klinické studie TMS se společností Brainsway, Inc. a Ministerstvem obrany USA.
Původní zpráva pro média: Jak elektrokonvulzivní terapie zmírňuje depresi při pokusech na zvířatech
.