Un nuovo approccio agli attacchi di emicrania
L’aura dell’emicrania, che in circa un paziente su tre precede la fase del mal di testa, presenta una serie di sintomi neurologici e può durare da qualche minuto fino a un’ora. I meccanismi neurologici alla base dell’insorgere spontaneo della fase dell’aura e la sua relazione con il successivo mal di testa, non sono ancora stati chiariti, in quanto i diversi sistemi cerebrali coinvolti necessitano di un approccio multidisciplinare. Un team di ricercatori esperti in neurobiologia funzionale ha svolto alcuni esperimenti multidisciplinari nell’ambito del progetto UNDERNEATH MIGRAINE (Underneath the attack: cortical network function in migraine), per studiare i fattori che contribuiscono alla suscettibilità all’emicrania, impiegando modelli murini con emicrania con mutazioni patogene umane. Dopo aver allestito sistemi di elettrofisiologia in vivo per registrare l’attività cerebrale dei topi con comportamento libero, hanno potuto monitorare l’attività neuronale e il comportamento, con particolare attenzione al fenomeno della depressione corticale propagata (cortical spreading depression, CSD). La CSD è stata associata all’aura dell’emicrania, una patologia che ha tra i sintomi più comuni una visione sfocata o una maggiore sensibilità alla luce. I membri del progetto hanno fatto alcune scoperte molto interessanti. I topi con comportamento libero ed emicrania a volte presentavano eventi di CSD in assenza di stimoli chimici o elettrici. Nelle aree che si trovano dietro alla corteccia visiva, il luogo di origine presunto dell’aura, è stata rilevata una maggiore eccitabilità corticale. Il team ha confermato l’utilità dei potenziali visivi evocati per rilevare l’eccitabilità corticale. I risultati del progetto, primi nel loro genere, hanno fornito l’evidenza di cambiamenti predittivi dell’attività neuronale prima della CSD. L’ormone dello stress, il corticosterone, ha potenziato la suscettibilità alla CSD nei topi con emicrania ma non nei topi di tipo selvatico. Utilizzando misurazioni dell’allodinia comportamentali, il pretrattamento con il farmaco antiemicranico sumatriptan normalizzava i topi con emicrania che in precedenza dimostravano una maggiore sensibilizzazione. Impiegando l’optogenetica, i ricercatori sono riusciti a indurre in modo non invasivo la CSD, irradiando con luce di colore azzurro il cranio di topi transgenici anestetizzati e con comportamento libero. Come strumento utile per studiare i cambiamenti metabolici, il team ha anche sviluppato un prototipo di elettrodo sensibile agli ioni per le registrazioni cerebrali in vivo del pH e K+ durante la CSD nei topi vivi. Gli esperimenti hanno rivelato cambiamenti neurobiologici specificamente correlati all’emicrania e alla CSD attraverso il monitoraggio dei marcatori metabolici, infiammatori e di neuroplasticità dei topi con emicrania. I risultati dello studio hanno portato a ulteriori collaborazioni con ricercatori che si occupano di epilessia e all’assegnazione di una borsa di studio nell’ambito dell’iniziativa US CURE SUDEP. Nonostante la fine del progetto, attualmente il team di ricerca sta studiando l’equilibrio tra eccitazione e inibizione neuronali in specifiche regioni cerebrali per analizzare in dettaglio i meccanismi di rete dell’emicrania tramite tecniche di optogenetica. I risultati sono destinati a fornire nuove informazioni sulla co-morbilità dell’epilessia e dell’emicrania e contribuiranno a migliorare le strategie terapeutiche per quest’ultima patologia.
Parole chiave
Emicrania, neurobiologia funzionale, elettrofisiologia, CSD, sumatriptan, prototipo, marcatore, epilessia, optogenetico