Исследование, проведенное лабораторией доктора Питера Кэнола в сотрудничестве с исследователями из Медицинского центра Колумбийского университета имени Ирвинга, Института Цукермана и Института динамики рака имени Ирвинга, а также с многочисленными исследователями из других университетов, дает новое представление о том, как глиомы — агрессивные опухоли головного мозга — вызывают изнурительные неврологические симптомы, такие как судороги и когнитивные нарушения.

Исследование, опубликованное в журнале Neuron , демонстрирует, как глиомы проникают в кору головного мозга, нарушают функцию нейронов и вызывают повышенную возбудимость, а также демонстрирует быстрый и многообещающий терапевтический подход к устранению этих эффектов.

Используя комбинацию методов и передовых инструментов, таких как двухфотонная визуализация in vivo, команда исследовала нейронные изменения в мышиной модели глиомы. Этот подход позволил точно и в реальном времени картировать нейронную активность и структурные изменения в мозге.

Исследование показало, что нейроны, связанные с глиомой, теряют критические синаптические связи, проявляют повышенную возбудимость и генерируют эпилептические разряды в ответ на обычные сенсорные стимулы.

Примечательно, что исследование показало, что экспериментальный препарат AZD8055, который ингибирует сигнальный путь mTOR, может обратить вспять эти нейронные нарушения всего за шесть часов после лечения.

«Это исследование не только подчеркивает механизмы, лежащие в основе дисфункции, вызванной глиомой, но и показывает, что ключевые аспекты этого повреждения быстро обратимы», — сказал доктор Кэнолл.

«Кроме того, разработанная нами новая экспериментальная модель на мышах обеспечивает мощный способ изучения эффектов активности, вызванной стимуляцией, на рост глиомы. Многие исследователи в области нейробиологии рака заинтересованы в понимании того, как нейронная активность может влиять на рост опухоли — наша модель обеспечивает физиологически релевантный способ прямой стимуляции нейронной активности в опухоли и мониторинга воздействия как на опухолевые клетки , так и на нейроны», — добавляет доктор Канолл.

Хотя в этом исследовании для получения новаторских результатов использовалась двухфотонная визуализация in vivo, в будущих исследованиях планируется использовать передовые инструменты, включая систему последовательной двухфотонной томографии, имеющуюся в Институте Цукермана и IICD.

Ожидается, что эта система, позволяющая исследователям с высокой точностью визуализировать и аннотировать биопсии опухолей, предоставит критически важную информацию об изменениях нейронов в инфильтративной зоне опухолей.

«В настоящее время ведутся исследования по использованию этого оборудования в последующих исследованиях, в ходе которых мы стремимся изучить, как опухолевые клетки взаимодействуют с нейронными структурами на более глубоком уровне», — сказал доктор Канолл.

Результаты также подчеркивают потенциал ингибиторов mTOR в качестве терапевтических целей и предлагают новую экспериментальную модель для изучения того, как нейронная активность влияет на прогрессирование опухоли. Эта работа отражает совместную силу междисциплинарных исследований, объединяющих экспертов в области патологии, нейрохирургии, неврологии, системной биологии и передовых технологий визуализации.

Исследование представляет собой значительный шаг вперед в понимании и устранении разрушительных неврологических осложнений глиом, что может улучшить методы лечения и результаты лечения пациентов.