Nell’ambito di un accordo tra l’EBRI e OPBG, e grazie alla generosa donazione della Fondazione Sacchetti, abbiamo aperto presso la sede OPBG di S. Paolo un laboratorio congiunto per lo studio dell’epilessia farmaco-resistente, utilizzando una tecnica di avanguardia, realizzata per la prima volta in Italia,  che consiste nel mantenere in vita il tessuto cerebrale asportato da pazienti nel corso di interventi chirurgici per studiarne l’origine e per sperimentare nuovi trattamenti terapeutici.

L’epilessia è una malattia neurologica caratterizzata dal ripetersi di crisi epilettiche associate a scariche abnormi dell’attività elettrica cerebrale. Può essere causata da una ipereccitabilità dei  circuiti neuronali conseguente ad alterazioni strutturali (lesioni cerebrali) di varia natura, congenite o acquisite. Circa un terzo dei pazienti affetti da epilessia non risponde al trattamento farmacologico ed in questi la soluzione terapeutica è rappresentata dall’intervento neurochirurgico. Ma questo è possibile solo quando le lesioni cerebrali sono circoscritte e l’asportazione della zona del cervello responsabile della crisi (area epilettogena) non causa deficit neurologici. In età pediatrica, le tipologie più frequenti di lesioni cerebrali responsabili dell’epilessia farmaco-resistente sono le displasie corticali focali, patologie di tipo malformativo nelle quali una zona più o meno circoscritta del cervello si forma in maniera anomala, con alterazione e immaturità del tessuto cerebrale. Queste displasie provocano crisi frequenti che hanno un esordio precoce e sono difficili  da controllare per le gravi interferenze che esse hanno con lo sviluppo psicomotorio del bambino. Per contrastare queste crisi è necessario ricorrere all’intervento neurochirurgico per asportare la zona di tessuto cerebrale alterata.

Grazie ad una tecnica particolare, il tessuto asportato dai piccoli pazienti, viene sezionato in fettine dello spessore di circa 300 mm (fettine organotipiche) che vengono mantenute in vita fino a 6-8 settimane mediante somministrazione di un liquido artificiale simile al liquor, il fluido corporeo che si trova nel sistema nervoso centrale e che ha la funzione di proteggere e nutrire il cervello, e  di una miscela di O₂/CO₂. Le fettine organotipiche mantengono tutte le caratteristiche del cervello da cui sono state prelevate compresa l’attività sinaptica, i circuiti neuronali, le caratteristiche ellettrografiche delle scariche epilettiche sia interictali sia ictali, l’equilibrio eccitazione/inibizione.  I circuiti neuronali sono formati da cellule principali eccitatorie, interneuroni inibitori e cellule gliali. Gli interneuroni inhibitori, mediante il rilascio di GABA sono in grado di sincronizzare l’attività di centinaia di neuroni con la precisione del millisecondo, dando origine ad attività di rete che è alla base dei processi cognitivi superiori. Tale preparato permette pertanto di studiare tramite tecniche elettrofisiologiche di patch clamp da singoli neuroni o da popolazioni neuronali, i meccanismi cellulari e molecolari alla base delle patologie di cui sono affetti i piccoli pazienti allo scopo approfondire la diagnosi (che in questo modo viene personalizzata) e di scoprire nuovi bersagli terapeutici per la cura delle malattie di cui sono affetti. Dopo la registrazione le fettine di tessuto cerebrale possono essere fissate ed utilizzate per l’identificazione morfologica dei neuroni registrati, per l’immunoistochimica ed eventalmente per la microscopia elettronica.

Sarà così possibile delineare l’origine dell’epilessia in pazienti con displasie corticali focali e comprendere meglio i meccanismi alla base della farmaco-resistenza con lo scopo finale di sviluppare terapie mirate e personalizzate per migliorare la qualità di vita dei piccoli pazienti.

 

Il laboratorio congiunto fa parte di una più ampia collaborazione tra EBRI e OPBG, finalizzata alla ricerca neuropsichiatrica sui disordini del neuro-sviluppo, incluso  l’autismo e le malattie genetiche rare.

 

Responsabile EBRI: Prof. Enrico Cherubini
Responsabile OPBG: Prof. Federico Vigevano