Hazai kutatók találtak lehetséges gyógymódot a depresszió enyhítésére

A testtömegindex emelkedése növelheti az apátia esélyeit

A Szegedi Tudományegyetemen, Dr. Berényi Antal által vezetett MTA-SZTE „Lendület" Oszcillatorikus Neuronhálózatok laboratóriumában végzett kutatás új terápiás lehetőségeket jelenthet a depresszió kezelésében – tájékoztatta szerkesztőségünket kedden az oktatási intézmény. A tanulmány eredményei az idegsejtek köré épülnek, amelyek elektromos jeleket bocsátanak ki az információ továbbításához.. A Neuron folyóiratban közzétett tanulmány szerint az agyi gamma oszcillációk helyreállítása a szaglógumóban és az ahhoz kapcsolódó, a szaglás és az érzelmek feldolgozásáért felelős limbikus rendszerben képes lehet enyhíteni a depresszió tüneteit.

A depresszió okai kevéssé ismertek

Ahogy arra az egyetem közleménye rámutat, a tanulmány első szerzői Dr. Qun Li és Dr. Yuichi Takeuchi, Dr. Berényi Antal laboratóriumának posztdoktor munkatársai. A kutatás az SZTE SZAOK Élettani Intézet, a Japán Fukushima Medical University, az Osaka City University és a Hokkaido University, valamint a New York University közreműködésével jött létre.

A tanulmány eredményei az idegsejtek köré épülnek, amelyek elektromos jeleket bocsátanak ki az információ továbbításához

– hangsúlyozta az egyetem. – Az elmúlt években a kutatók felfedezték, hogy az agyi régiók közötti hatékony kommunikációhoz a neuroncsoportoknak össze kell hangolniuk tevékenységük mintázatát ismétlődő ciklusokban, amelyek során közös csendet követnek, majd közös aktivitást.

Az új kutatás új terápiás lehetőségeket jelenthet a depresszió kezelésében Forrás: pexels.com

Hozzátették: az ilyen ritmusok közül az egyik során (amelyet "gammának" hívnak) az összehangolt csend és aktivitás szakaszai mintegy 30-szor vagy annál többször ismétlődnek másodpercenként. A gamma ritmus egy fontos időzítési mintázat a bonyolult információk, köztük esetleg az érzelmek kódolásához.

Kiemelték, hogy bár a depresszió okai továbbra is kevéssé ismertek, korábbi tanulmányok szerint a szaglásért és egyben az érzelmek kódolásáért felelős agyi régiókban a gamma-oszcilláció változásai a betegség elektromos biomarkerének tekinthetők.

Ezek közé a régiók közé tartozik az orrüreg feletti szaglógumó, amelyről úgy gondolják, hogy az egész agyra kiterjedő gamma-oszcillációk forrása és "karmestere".

Leállították a szaglógumó idegsejtjeinek működését

Elméletük a teszteléséhez a most publikált tanulmány szerzői genetikai és sejtszignál-technikák segítségével leállították a szaglógumó idegsejtjeinek működését, amely a depresszióhoz hasonló viselkedésmódok megjelenéséhez vezetett a kísérleti rágcsálókban.

A kutatók vissza tudták fordítani ezeket a depresszióhoz kapcsolódó tüneteket

egy olyan eszközzel, amely az agy gamma ritmusait azok természetes ütemének megtartása mellett erősítette.

A leggyakoribb depressziós tünet legtöbb esetben a nem nyilvánvaló okokból eredő szomorúságérzet Forrás: pexels.com

Kísérleteink mechanisztikus kapcsolatot tártak fel a hiányos gamma-aktivitás és a viselkedésbeli hanyatlás között a depresszió egér- és patkánymodelljeiben, a szagló- és a kapcsolódó limbikus rendszer jelváltozásai pedig hasonlóak voltak a depressziós betegeknél megfigyeltekhez

— mondta a tanulmány vezető szerzője, Dr. Berényi Antal, a Szegedi Tudományegyetem Élettani Intézetének docense és a New York University Langone Health Idegtudományi és Élettani Tanszékének adjunktusa. — Ez a munkánk rávilágít a gamma-erősítésben rejlő lehetőségre, mint a depresszió és a szorongás elleni lehetséges terápiás megközelítésre olyan esetekben, amikor a rendelkezésre álló gyógyszerek nem hatékonyak.

A major depressziós zavar gyakori, súlyos pszichiátriai kórkép, amely világszerte mintegy 300 millió embert érint, és gyakran ellenáll a gyógyszeres terápiának, mondják a kutatók. A betegség előfordulása drámaian megnőtt a Covid-19 világjárvány kezdete óta, a becslések szerint világszerte több mint 53 millió új esetet regisztráltak.

A gamma-hullámok az érzelmekhez kapcsolódnak

Ahogy arra a közleményben kitértek, a szaglógumóból a limbikus rendszer más régióiba, például a piriform kéregbe és a hippokampuszba irányuló gammajelek időzítésében és erősségében bekövetkező, betegséget okozó változások, amelyeket fertőzések, traumák vagy gyógyszerek okozhatnak, megváltoztathatják az érzelmeket. A kutatócsoport azonban nem tudja biztosan, hogy miért.

A szakemberek egyik elmélete szerint a depresszió nem a szaglógumón belül keletkezik, hanem a más agyi célpontok felé kimenő gammamintázatainak változása következtében alakul ki.

A szaglógumó eltávolítása egy régóta ismert állatmodell a súlyos depresszió tanulmányozására, de a beavatkozás olyan súlyos szerkezeti változásokat is okoz a kísérleti állatok agyában, amely lehetetlenné teszi a betegség pontos mechanizmusának vizsgálatát.

Enyhítenék a depresszió tüneteit Forrás: pexels.com

Ezért tervezett Dr. Berényi Antal kutatócsoportja olyan visszafordítható módszereket a szaglógumó aktivitásának kikapcsolására, amely szerkezeti károsodás nélkül tette lehetővé a szaglógumóból induló aktivitások depresszióban betöltött szerepének vizsgálatát.

A kutatók egy ártalmatlan vírusba zárt, mesterséges DNS-szálat használtak, amelyet a rágcsálók szaglógumójában lévő neuronokba befecskendezve, a sejteket bizonyos mesterséges sejtfelszíni fehérjereceptorok termelésére késztették, amelyek segítségével a kutatók átvehették az irányítást ezen sejtek aktivitása felett.

A szakemberek a rágcsálókba ezután olyan gyógyszert fecskendeztek, amely ugyan az egész szervezetben elterjedt, de csak azokat az idegsejteket kapcsolta le a szaglógumóban, amelyeket a vírusinjekció segítségével úgy alakítottak át, hogy az erre a gyógyszerre érzékeny receptorokkal rendelkezzenek.

Így szelektíven és reverzibilisen ki tudták kapcsolni a kommunikációt a szaglógumó és a hozzá kapcsolódó agyi régiók között.

Ezek a vizsgálatok kimutatták, hogy a szaglógumó jeleinek, köztük a gammának a krónikus elnyomása nemcsak a beavatkozás alatt, hanem napokig utána is depresszióhoz hasonló viselkedést váltott ki.

A depresszió számos standard rágcsálótesztjét használták

Az SZTE kutatói a Fukushima School of Medicine és a Nagoya City University kutatóival együttműködve egy olyan új eljárást is kifejlesztettek, amely az idegvégződések rövid megvilágításával órákra szelektíven leállítja az információátvitelt a szaglógumó és egy-egy kiválasztott célterület között, miközben minden más agyi aktivitást – beleértve az érintett sejtek saját aktivitását is – érintetlenül hagy.

Ez a módszer eddig példátlan precizitással engedte vizsgálni a limbikus rendszer egyes idegpályáinak szerepét a tünetek kialakulásában.

Az új kutatások szerint az agyi gamma oszcillációk helyreállítása a szaglógumóban és az ahhoz kapcsolódó, a szaglás és az érzelmek feldolgozásáért felelős limbikus rendszerben képes lehet enyhíteni a depresszió tüneteit Forrás: pexels.com

A szaglógumó gamma-oszcillációjának csökkenése által kiváltott hatásoknak a kimutatására a kutatócsoport a depresszió számos standard rágcsálótesztjét használta, beleértve a depresszió egyik fő tünetének számító szorongás mérését is. A szakemberek kiemelték: mivel az emberi pszichiátriai betegségek állatmodelljeinek a klinikai rutinhoz hasonló kiértékelése korlátozott, ezért

a depressziós viselkedés mérésére olyan vizsgálatok sorozatát használták, amelyek az elmúlt évtizedekben megbízhatónak bizonyultak a depressziós tünetek egyes komponenseinek objektív megítélésére.

Konkrétan a tesztek azt vizsgálták, hogy az állatok mennyi időt töltenek el egy nyitott térben (az anxietás avagy szorongás mérőszáma), hogy korábban abbahagyják-e az úszást, ha elmerülés fenyegeti őket (a kétségbeesett beletörődés szintjét méri), hogy abbahagyják-e a cukros víz ivását (anhedonia - kevesebb örömet élnek meg), és hogy hajlandók-e belépni egy labirintusba (kerülik a stresszes helyzeteket).

Negyven százalékkal csökkentették a depressziót

Az SZTE kiemelte: a kutatók ezután egy egyedi fejlesztésű készüléket használtak, amely rögzítette a szaglógumó természetes gamma-oszcillációit, és ezeket a jeleket zárt hurkú elektromos ingerlésként visszajuttatta a rágcsálók agyának arra a területére, amelyek egyébként is fogadóállomásai ennek az aktivitásmintának.

A készülék a beállításaitól függően képes volt elnyomni a természetes gamma-mintázatokat az egészséges állatokban, illetve más beállításokkal fel is tudta erősíteni azokat.

A közlemény szerint a gamma-oszcillációk elnyomása a szaglógumóban az emberi depresszióhoz hasonló viselkedést váltott ki az állatokban. Emellett a szaglógumó gamma jeleinek felerősítése és visszatáplálása az egyébként depressziós patkányok agyába visszaállította a normális gamma-funkciót a limbikus rendszerben, és 40 százalékkal (közel az egészséges szintre) csökkentette a depressziós viselkedést.

Szabadalmi védettség

A Dr. Berényi Antal által vezetett szegedi MedTech startup, a Neunos Zrt. munkatársai már elkezdték egy nem invazív ingerlőeszköz fejlesztését annak reményében, hogy a közeljövőben el tudjanak indítani egy 'proof of concept' klinikai vizsgálatot, amely fontos lépés lesz a klinikai alkalmazhatóság irányába. Az eszköz működésének alapja ugyanaz az Intersectional Short Pulse (ISP) ingerlés lesz, amelyet az epilepszia terápiájához fejlesztettek, és képes a koponyacsont megnyitása nélkül, akár nem-invazív módon is kellő intenzitással hatást kifejteni az agyra. Az ISP módszert Dr. Berényi Antal és a világhírű Agy-díjas idegtudós Dr. Buzsáki György fejlesztették ki 2016-ban, mely számos országban nyert el azóta szabadalmi védettséget.
Összefoglalva, a Szegedi Tudományegyetem kutatóinak felfedezése új lehetőségeket nyit a depresszió kezelésében és az agyi gamma-oszcillációk szerepének jobb megértésében. Bár a kutatás jelenleg rágcsálókon történt, a módszer alkalmazása az emberi agyban is ígéretesnek tűnik a jövőben. A nem invazív technológiák fejlesztése és az otthoni terápiás lehetőségek bevezetése új távlatokat nyithat a depresszió kezelésében és javíthatja a betegek életminőségét.

Még senki sem tudja, hogy a gamma-hullámok tüzelési mintázata hogyan alakul át érzelmekké

– mutatott rá a tanulmány egyik senior szerzője, Dr. Buzsáki György, a NYU Langone Health Idegtudományi és Élettani Tanszékének Biggs professzora és az NYU Idegtudományi Intézetének kutatója. — A továbbiakban azon fogunk dolgozni, hogy jobban megértsük a viselkedés változásának kapcsolatát a szaglógumó és a hozzá kapcsolódó régiók működésével.

Hozzátette: az elektromos ingerlési terápiák egyik előnye, hogy ha sikerül teljesen nem-invazívvá, azaz fejbőrön keresztüli ingerléssel is működőképessé tenni őket, akkor akár otthoni terápiára is alkalmasak lehetnek. Ehhez a megfelelő agyi ritmusok észlelését és az ingerlését is meg kell oldani nem invazív módszerekkel. Ez a következő évek feladata lesz.