Подавление мозговых цунами

Исследователи UNM изучают использование кетамина для блокирования волны нервных повреждений

Нейрохирург Эндрю Карлсон и его коллеги в Университете Нью-Мексико сотрудничают с двумя другими учреждениями в рамках трехлетнего исследовательского гранта Министерства обороны США на сумму 3.5 миллиона долларов для изучения таргетных методов лечения распространения деполяризации мозга.

Иногда известные как «мозговые цунами», распространяющиеся деполяризации представляют собой волны повреждения нейронов, которые распространяются наружу от места травмы, аневризмы или инсульта, временно отключая электрическую активность мозга. Нейробиологи начинают понимать, что они вносят основной вклад в черепно-мозговую травму.

За последние 10 лет Карлсон и Билл Шаттлворт, доктор философии, заведующий кафедрой неврологии Университета штата Нью-Мексико, были в авангарде исследований, направленных на понимание основных причин мозговых цунами и определение возможных методов лечения.

В исследовании «Улучшение нейротравмы путем торможения деполяризации с комбинированной терапией» (INDICT) Карлсон и его сотрудники из Университета Цинциннати и Университета Пенсильвании сосредоточатся на предоставлении точной помощи с целенаправленным лечением цунами головного мозга.

Исследование основано на первом в мире пилотном исследовании Карлсона, предполагающем, что кетамин, широко используемое седативное средство, может блокировать мозговые цунами. «Это захватывающее продолжение работы, которую мы здесь проделали и которая позволила нам подняться до уровня мировых лидеров, проводивших такого рода исследования», — сказал Карлсон.

Во время исследования INDICT пациенты в отделении интенсивной терапии нейробиологии больницы UNM будут находиться под пристальным наблюдением с использованием мультимодального сбора данных, поскольку врачи подбирают лечение с учетом их неврологического статуса. «С помощью специального программного обеспечения мы можем записать точное время, когда происходят определенные вмешательства», — говорит Карлсон. Эта информация позволит исследователям определить, какие методы лечения лучше всего останавливают распространение деполяризации.

Шаттлворт говорит, что ученые впервые заподозрили, что кетамин, препарат, известный своими диссоциативными и анестезирующими эффектами, может быть эффективным средством лечения, когда врачи заметили, что распространение деполяризации было остановлено после того, как пациентов с травмами головного мозга, которым вводили анестезию под названием пропофол, переводили на кетамин.

В своей лаборатории Шаттлворт и его команда изучали рецепторы N-метил-D-аспартата (NMDA) на поверхности нейронов, которые связываются с возбуждающим нейромедиатором, называемым глутаматом. Когда мозг переносит травму или испытывает кислородное голодание во время инсульта, нейроны сбрасывают свой глутамат, который распространяется на соседние нейроны и отключает их электрохимическую передачу сигналов медленно излучаемой волной, которая начинает убивать клетки мозга.

«Эти нейроны изо всех сил пытаются выжить, но они просто перегружены и не могут восстановиться», — говорит Шаттлворт. Его лаборатория обнаружила, что кетамин работает, связываясь с рецепторами NMDA и защищая нейроны от глутаматной волны. «Кетамин бросает им спасательный круг и делает оскорбление менее серьезным», — говорит он.

Выводы Шаттлворта «действительно помогли нам в исследовании, которое мы опубликовали несколько лет назад, в котором участвовали очень больные пациенты с черепно-мозговой травмой и кровотечением из аневризмы», — говорит Карлсон. Во время пилотного исследования пациенты в отделении интенсивной терапии UNMH Neuro получали чередующиеся дозы кетамина и других седативных средств. «Когда они принимали кетамин, у них было меньше мозговых цунами, чем когда они принимали другие седативные средства», — говорит Карлсон.

«Это отличный пример трансляционных исследований — исследований, которые разрабатываются на доклинических и лабораторных моделях», — добавляет он. «То, что происходит клинически, проверяется на доклинических моделях».

По словам Карлсона, открытие потенциально может повлиять на другие виды травм головного мозга, такие как сотрясение мозга.

Если бы мы нашли этот фундаментальный механизм того, как происходят эти повреждения головного мозга, мы могли бы добиться прогресса в лечении множества различных неврологических повреждений.

- Эндрю Карлсон, Доктор медицинских наук