Учёные обнаружили ранее неизвестный механизм, благодаря которому наследственные мутации в кальциевых каналах нарушают развитие мозга на самой ранней стадии и повышают предрасположенность детей к эпилепсии и связанным когнитивным проблемам. Эти результаты опубликованы в журнале Neuron и дают новое понимание того, как даже небольшие генетические изменения могут влиять на мозговые сети задолго до появления первых припадков.

В центре внимания учёных оказались так называемые P/Q‑тип кальциевых каналов, которые играют ключевую роль в регуляции высвобождения нейромедиаторов — химических сигналов, с помощью которых нервные клетки общаются друг с другом. Хотя мутации в этих каналах ранее уже связывали с детской эпилепсией, точные механизмы влияния на формирование нейронных цепей оставались неясными.

Чтобы разобраться в этом, команда во главе с аспиранткой Самантой Томпсон и доктором Цин‑Лонгом Мяо использовала мышиную модель детской абсанс‑эпилепсии — формы заболевания, при которой приступы начинаются в раннем детстве и характеризуются специфическими паттернами активности мозга.

Учёные обнаружили, что дефицит функции P/Q‑каналов не только ухудшает передачу нейромедиаторов, но и неожиданно усиливает возбудимость таламуса — области мозга, участвующей в сознании, внимании и обработке сенсорной информации. Кроме того, мутантный кальциевый канал активировал сигнальный путь Wnt, который стимулирует избыточное деление нейронов таламуса. Это привело к аномально высокой пролиферации клеток ещё до рождения, что показывает, что начальные причины эпилепсии могут уходить в период внутриутробного развития гораздо раньше, чем возникают первые припадки.

Помимо этого, мутация существенно усиливала экспрессию двух генов, ранее известных как провоцирующие эпилепсию, что может объяснять частую неэффективность обычной монолекарственной терапии против припадков у таких пациентов.

По словам экспертов, эти открытия открывают перспективы для ранней диагностики и более точечной терапии, которая учитывала бы как нарушения электрической возбудимости нейронов, так и изменения в сигнальных путях развития мозга.

Понимание того, как именно взаимосвязаны различные генетические и клеточные механизмы, могло бы впоследствии привести к более эффективным методам лечения эпилепсии и сопутствующих нейроразвитияческих состояний у детей.