بقلم مايكل هيدرل | يناير 26، 2022

قمع تسونامي الدماغ

باحثو UNM لدراسة استخدام الكيتامين لمنع موجة من الإصابات العصبية

جراح الأعصاب أندرو كارلسون وزملاؤه في جامعة نيو مكسيكو ، اشتركت مع مؤسستين أخريين في منحة بحثية من وزارة الدفاع الأمريكية مدتها ثلاث سنوات بقيمة 3.5 مليون دولار لاستكشاف العلاجات المستهدفة لنشر إزالة الاستقطاب في الدماغ.

يُعرف أحيانًا باسم "تسونامي الدماغ" ، انتشار إزالة الاستقطاب هو موجات من إصابة الخلايا العصبية التي تتموج إلى الخارج من موقع الصدمة أو تمدد الأوعية الدموية أو السكتة الدماغية ، مما يؤدي إلى إيقاف النشاط الكهربائي للدماغ مؤقتًا. بدأ علماء الأعصاب يدركون أنهم مساهمون رئيسيون في إصابات الدماغ الرضحية.

على مدى السنوات العشر الماضية ، كان كارلسون وبيل شاتلوورث ، دكتوراه ، ورئيس قسم علوم الأعصاب بجامعة الأمم المتحدة ، في طليعة البحث في فهم الأسباب الكامنة وراء تسونامي الدماغ وتحديد العلاجات المحتملة.

في دراسة تحسين الصدمات العصبية عن طريق تثبيط الاستقطاب مع العلاج المركب (INDICT) ، سيركز كارلسون والمتعاونون في جامعة سينسيناتي وجامعة بنسلفانيا على توفير رعاية دقيقة مع العلاج المستهدف لأمواج تسونامي الدماغية.

يعتمد البحث على دراسة تجريبية لكارلسون هي الأولى من نوعها في العالم والتي تشير إلى أن الكيتامين ، وهو مهدئ يستخدم على نطاق واسع ، يمكن أن يمنع تسونامي الدماغ. قال كارلسون: "إنه استمرار مثير للعمل الذي قمنا به هنا والذي جعلنا نصل إلى مكانة وطنية مع قادة العالم الذين أجروا هذا النوع من الأبحاث".

خلال دراسة INDICT ، سيتم مراقبة المرضى في وحدة العناية المركزة لعلوم الأعصاب بمستشفى UNM عن كثب باستخدام جمع البيانات متعدد الوسائط حيث يقوم الأطباء بتخصيص علاجات خاصة لحالتهم العصبية. يقول كارلسون ، باستخدام برامج متخصصة ، "يمكننا تسجيل التوقيت الدقيق لوقت حدوث تدخلات معينة". ستمكن هذه المعلومات الباحثين من تحديد العلاجات الأفضل لوقف انتشار نزع الاستقطاب.

يقول شاتلوورث إن العلماء اشتبهوا في البداية في أن الكيتامين ، وهو عقار معروف بتأثيراته الانفصالية والتخدير ، قد يكون علاجًا فعالًا عندما لاحظ الأطباء أن انتشار إزالة الاستقطاب قد توقف بعد أن تم تخدير مرضى إصابات الدماغ بمخدر يسمى البروبوفول وتحويلهم إلى الكيتامين.

درس شاتلوورث وفريقه في مختبره مستقبلات N-methyl-D-aspartate (NMDA) على سطح الخلايا العصبية ، والتي ترتبط بناقل عصبي مثير يسمى الغلوتامات. عندما يعاني الدماغ من صدمة أو يتضور جوعًا من الأكسجين أثناء السكتة الدماغية ، تقوم الخلايا العصبية بتفريغ الغلوتامات الخاصة بها ، والتي تنتشر إلى الخلايا العصبية المجاورة وتغلق إشاراتها الكهروكيميائية في موجة مشعة ببطء تبدأ في قتل خلايا الدماغ.

يقول شاتلوورث: "تكافح هذه الخلايا العصبية للبقاء على قيد الحياة ، لكنها فقط غارقة ولا تستطيع التعافي". وجد مختبره أن الكيتامين يعمل عن طريق الارتباط بمستقبلات NMDA وحماية الخلايا العصبية من موجة الغلوتامات. يقول: "إن الكيتامين يلقي بهم شريان الحياة ويجعل الإهانة أقل خطورة".

يقول كارلسون إن النتائج التي توصل إليها شاتلوورث "ساعدتنا حقًا في إعلامنا في الدراسة التي نشرناها قبل بضع سنوات ، حيث كان لدينا مرضى مصابين بإصابات في الدماغ ونزيف من تمدد الأوعية الدموية". خلال الدراسة التجريبية ، تلقى المرضى في UNMH Neuro ICU جرعات بديلة من الكيتامين والمهدئات الأخرى. يقول كارلسون: "في الأوقات التي كانوا يتناولون فيها الكيتامين ، كان لديهم عدد أقل من تسونامي الدماغ مقارنة بما كانوا عليه عندما كانوا يتناولون أدوية مهدئة أخرى".

ويضيف: "هذا مثال رائع على البحث متعدِّد - البحث الذي تم تطويره في النماذج قبل السريرية وفي نماذج الفوق". "الأشياء التي تحدث سريريًا يتم اختبارها في النماذج قبل السريرية."

يقول كارلسون إن هذا الاكتشاف قد يكون له تأثير محتمل في أنواع أخرى من إصابات الدماغ ، مثل الارتجاج.

إذا وجدنا الآلية الأساسية لكيفية حدوث إصابات الدماغ هذه ، يمكننا إحراز تقدم عبر العديد من الإصابات العصبية المختلفة.

- أندرو كارلسون، MD

"إنه أمر مثير حقًا ، لأننا عندما نفهم المزيد عن آلية عمل انتشار إزالة الاستقطاب ، فإننا نفهم أنه ربما يكون الآلية الأساسية لكيفية ظهور إصابات الدماغ والسكتة الدماغية" ، كما يقول. "إذا وجدنا الآلية الأساسية لكيفية حدوث إصابات الدماغ هذه ، يمكننا إحراز تقدم عبر العديد من الإصابات العصبية المختلفة."

تم تصميم تجربة INDICT بالتعاون بين كارلسون وجيد هارتينغز في جامعة سينسيناتي وراماني بالو في جامعة بنسلفانيا. يجلب كل باحث منظورًا فريدًا لتصميم الدراسة ، كارلسون كجراح أعصاب ، وهارتينغز كطبيب فيزيولوجيا الأعصاب دكتوراه ، وبالو باعتباره دكتورًا / دكتوراه اختصاصي تكثيف الأعصاب.

بالإضافة إلى التعاون طويل الأمد مع شاتلوورث ، ينسب كارلسون الفضل إلى زملائه في UNM بالمساهمة في أبحاث تسونامي الدماغ ، بما في ذلك ميشيل توربي ، دكتوراه في الطب ، رئيس قسم طب الأعصاب ، راسل مورتون ، دكتوراه ، أستاذ مساعد في قسم علم الأعصاب ، كريستوفر أبوت ، دكتوراه في الطب ، أستاذ مشارك في قسم الطب النفسي والعلوم السلوكية ، بيرت ديفيس ، دكتوراه ، في قسم الطب الباطني ، وجورج لوغر ، دكتوراه ، أستاذ في قسم علوم الكمبيوتر.

مع الدراسة المستمرة ، إلى جانب الابتكار الأخير في مرفق UNM متعدد التخصصات لاستخدام المواد وإصابات الدماغ (ISUBI) ، يعتقد كارلسون أن UNM قد وضعت اللبنات الأساسية لبرنامج شامل لأبحاث تسونامي الدماغ.

يقول: "لدينا كل القطع لنكون الوجهة الدولية ، وقد وصلنا إلى هذه النقطة مع المحققين الملتزمين الذين استخدموا آليات الدعم المؤسسي لبناء الاهتمام".