Il nuovo studio ha rivelato intuizioni precedentemente sconosciute su come il cannabidiolo (CBD) riduca le convulsioni in molte forme di epilessia pediatrica resistenti al trattamento.
Il nuovo studio condotto dai ricercatori della NYU Grossman School of Medicine, ha scoperto che il cannabidiolo (CBD) ha bloccato i segnali trasportati da una molecola chiamata lisofosfatidilinositolo (LPI). Trovato nelle cellule cerebrali chiamate neuroni, si pensa che il LPI amplifichi i segnali nervosi come parte della normale funzione, ma può essere dirottato dalla malattia per promuovere le convulsioni.
Lo studio pubblicato nella rivista Neuron, ha confermato una precedente scoperta secondo cui il CBD blocca la capacità del LPI di amplificare i segnali nervosi in una regione del cervello chiamata ippocampo.
I risultati attuali sostengono per la prima volta che il LPI indebolisce anche i segnali che contrastano le convulsioni, spiegando ulteriormente il valore del trattamento con CBD.
La scienza dietro le convulsioni
I risultati dello studio si basano sul modo in cui ogni neurone si “accende” per inviare un impulso elettrico lungo un’estensione di se stesso fino a raggiungere una sinapsi, il divario che lo collega alla cellula successiva in un percorso neuronale. L’impulso quando raggiunge l’estremità della cellula, prima della sinapsi, innesca il rilascio di composti chiamati neurotrasmettitori che fluttuano attraverso lo spazio per influenzare la cellula successiva in linea. Tali segnali al momento dell’attraversamento, incoraggiano la cellula ad attivarsi (eccitazione) o frenano l’attivazione (inibizione). L’equilibrio tra i due è essenziale per la funzione cerebrale. Troppa eccitazione favorisce le convulsioni.
Lo studio ha esaminato diversi modelli di roditori per esplorare i meccanismi alla base delle convulsioni, spesso misurando i flussi di corrente elettrica che trasportano informazioni con elettrodi a punta fine.
I ricercatori hanno detto che altri esperimenti hanno esaminato l’effetto del LPI rimuovendo geneticamente il suo principale partner di segnalazione o misurando il rilascio di LPI dopo le convulsioni.
Che cosa hanno mostrato i risultati
I test hanno confermato le scoperte precedenti secondo cui LPI influenza i segnali nervosi legandosi a una proteina chiamata recettore accoppiato G 55 (GPR55), sulle superfici delle cellule neuronali.
Si è scoperto che questa interazione presinaptica LPI-GPR55 causa il rilascio di ioni calcio all’interno della cellula, che incoraggia le cellule a rilasciare glutammato, il principale neurotrasmettitore eccitatorio. Inoltre, quando LPI ha attivato GPR55 dall’altra parte della sinapsi, ha indebolito l’inibizione, diminuendo l’apporto e la corretta disposizione delle proteine necessarie per l’inibizione. Collettivamente, questo crea un meccanismo “pericoloso” a due punte per aumentare l’eccitabilità.
Il team di ricercatori ha scoperto che l’ingegnerizzazione genetica di topi privi di GPR55 o il trattamento di topi con CBD di origine vegetale prima di stimoli che inducono convulsioni, hanno bloccato gli effetti mediati da LPI sulla trasmissione sinaptica sia eccitatoria sia inibitoria.
Il lavoro attuale (mentre studi precedenti avevano implicato il GPR55 come un obiettivo di riduzione delle convulsioni del CBD), ha fornito un meccanismo d’azione più dettagliato e proposto.
I ricercatori propongono che il CBD blocchi un “ciclo di feedback positivo” in cui le convulsioni aumentano la segnalazione LPI-GPR55, che probabilmente incoraggia più convulsioni, che a sua volta aumenta i livelli sia di LPI sia di GPR55.
Il circolo vizioso proposto fornisce un processo che potrebbe spiegare le crisi epilettiche ripetute, sebbene siano necessari studi futuri per confermarlo.
Aree per ulteriori ricerche
L’attuale studio ha esaminato il cannabinoide CBD a base vegetale, ma i ricercatori sottolineano che LPI fa parte di una rete di segnalazione che include endocannabinoidi come il 2- arachidonoilglicerolo (2-AG) che si trovano naturalmente nei tessuti umani; anche i recettori target LPI e 2-AG sono regolati dal CBD, ma hanno azioni diverse a livello di sinapsi. LPI mentre amplifica i segnali elettrici in entrata, gli endocannabinoidi come il 2-AG rispondono all’aumento dell’attività cerebrale riducendo il rilascio di neurotrasmettitori dalle cellule nervose. È interessante notare che LPI e 2-AG possono essere convertiti l’uno nell’altro attraverso l’azione degli enzimi.
Evan Rosenberg autore principale della ricerca ha dichiarato:
«Teoricamente, il cervello potrebbe controllare l’attività alternando tra LPI pro-eccitatorio e le azioni riparatrici di 2-AG. Esperti di progettazione e sviluppo dei farmaci, potrebbero inibire gli enzimi che sono alla base della produzione di LPI o promuoverne la conversione in 2-AG, come ulteriore metodo per controllare le crisi. LPI potrebbe anche fungere da biomarcatore di convulsioni o predittore di reattività clinica al CBD, fornendo un’area di ricerca futura».
Impatto potenziale oltre l’epilessia
Richard W Tsien, presidente del Dipartimento di Fisiologia e Neuroscienze presso la NYU Langone Health (con sede a New York City, è uno dei principali centri medici accademici della nazione dedicato alla cura dei pazienti, all’istruzione e alla ricerca) ha spiegato:
«I nostri risultati approfondiscono la comprensione del campo di un meccanismo centrale che induce le crisi, con molte implicazioni per il perseguimento di nuovi metodi terapeutici. La ricerca ha anche chiarito, non solo come il CBD contrasta le convulsioni, ma più in generale come i circuiti sono bilanciati nel cervello. Squilibri correlati sono presenti nell’autismo e nella schizofrenia, quindi questo studio potrebbe avere un impatto più ampio».
