Läkemedlet gabapentin kan främja funktionell återhämtning efter en stroke: den amerikanska studien från Ohio State University
Läkemedlet gabapentin, som för närvarande ordineras för att kontrollera anfall och minska nervsmärta, kan förbättra återhämtningen av rörelser efter en stroke genom att hjälpa neuroner på den oskadade sidan av hjärnan att ta upp signaleringsarbetet från förlorade celler, tyder ny forskning på möss
Experimenten efterliknade ischemisk stroke hos människor, som uppstår när en propp blockerar blodflödet och nervceller dör i den drabbade hjärnregionen.
Resultaten visade att daglig gabapentinbehandling i sex veckor efter en stroke återställde finmotorik i djurens övre extremiteter
Funktionell återhämtning fortsatte också efter att behandlingen avbröts, fann forskarna.
Ohio State University-teamet fann tidigare att gabapentin blockerar aktiviteten hos ett protein som, när det uttrycks i förhöjda nivåer efter en skada i hjärnan eller ryggrads- sladd, hindrar återväxt av axoner, de långa, smala förlängningarna av nervcellskroppar som överför meddelanden.
"När detta protein är högt, stör det neurologisk återhämtning", säger huvudförfattaren Andrea Tedeschi, biträdande professor i neurovetenskap vid Ohio State College of Medicine.
"Föreställ dig att detta protein är bromspedalen och återhämtning är gaspedalen. Du kan trycka på gaspedalen men kan inte accelerera så länge du också trycker på bromspedalen”, sa Tedeschi.
”Om du börjar lyfta bromspedalen och kontinuerligt trycker på gasen kan du verkligen påskynda återhämtningen.
Vi tror att det är gabapentins effekt på neuroner, och det finns ett bidrag från icke-neuronala celler som utnyttjar denna process och gör den ännu mer effektiv."
Studien publiceras idag (23 maj 2022) i tidskriften Hjärna.
Detta arbete bygger på en studie från 2019 där Tedeschis labb fann i möss att gabapentin hjälpte till att återställa funktionen i övre extremiteterna efter en ryggmärgsskada
Det primära behandlingsfokuset efter en ischemisk stroke är att återupprätta blodflödet i hjärnan så snabbt som möjligt, men denna forskning tyder på att gabapentin inte har någon roll i det akuta skedet: Återhämtningsresultaten var liknande oavsett om behandlingen påbörjades en timme eller en dag efter stroken.
Istället är läkemedlets effekter uppenbara i specifika motorneuroner vars axoner bär signaler från det centrala nervsystemet till kroppen som säger åt musklerna att röra sig.
Efter stroken i studiemöss, observerade forskarna, neuroner på den oskadade eller kontralaterala sidan av hjärnan började gro axoner som återställde signaler för frivilliga rörelser i övre extremiteterna som tystats av neurondöd efter stroken.
Detta är ett exempel på plasticitet, det centrala nervsystemets förmåga att fixa skadade strukturer, kopplingar och signaler.
"Däggdjursnervsystemet har en viss inneboende förmåga att självreparera", säger Tedeschi, också medlem i Ohio State's Program för kroniska hjärnskador.
"Men vi fann att denna ökning av spontan plasticitet inte var tillräcklig för att driva återhämtning.
De funktionella bristerna är inte så allvarliga i denna experimentella modell av ischemisk stroke, men de är ihållande."
Neuroner efter en skada har en tendens att bli "hyperexciterade", vilket leder till överdriven signalering och muskelsammandragningar som kan resultera i okontrollerade rörelser och smärta.
Medan det neurala receptorproteinet alpha2delta2 bidrar till utvecklingen av det centrala nervsystemet, betyder dess överuttryck efter neuronal skada att det bromsar axontillväxten vid olämpliga tillfällen och bidrar till denna problematiska hyperexcitabilitet.
Det är här gabapentin gör sitt arbete: hämmar alpha2delta1/2-subenheter och gör det möjligt för reparation av centrala nervsystemet efter stroke att utvecklas på ett koordinerat sätt
"Vi blockerade receptorn med läkemedlet och frågade, kommer ännu mer plasticitet att inträffa? Svaret är ja, sa Tedeschi.
Eftersom en teknik som tillfälligt tystade de nya kretsarna omvände beteendetecknen på återhämtning, sa Tedeschi att fynden antydde att läkemedlet normaliserar tillstånden i det skadade nervsystemet för att främja kortikal omorganisation på ett funktionellt meningsfullt sätt.
Jämfört med kontrollmöss som inte fick läkemedlet, återfick möss som fick sex veckors daglig gabapentinbehandling finmotorisk funktion i frambenen.
Två veckor efter att behandlingen avbröts, observerade forskare att funktionella förbättringar kvarstod.
"Detta bekräftade att funktionella förändringar stelnar i nervsystemet," sa Tedeschi.
Gabapentin verkade också ha en effekt i den strokedrabbade hjärnan på icke-neuronceller som påverkar tidpunkten för meddelandeöverföring
En undersökning av deras aktivitet efter läkemedelsbehandlingen antydde att dessa celler dynamiskt kan förändra sitt beteende som svar på variationer i synaptisk kommunikation, vilket ytterligare möjliggör smidig spiring av axoner som kompenserade för de förlorade neuronerna.
Teamet fortsätter att studera mekanismerna bakom återhämtning av stroke, men Tedeschi sa att resultaten tyder på att gabapentin håller ett löfte som en behandlingsstrategi för strokereparation.
Detta arbete stöddes av anslag från National Institute of Neurological Disorders and Stroke och National Institutes of Health, och Chronic Brain Injury Discovery Theme i Ohio State.
Medförfattare inkluderar Molly Larson, Antonia Zouridakis, Lujia Mo, Arman Bordbar, Julia Myers, Hannah Qin, Haven Rodocker, Fan Fan, John Lannutti, Craig McElroy, Shahid Nimjee, Juan Peng, David Arnold och Wenjing Sun, alla från Ohio State , och Lawrence Moon från King's College London.
Läs också:
Emergency Live Ännu mer...Live: Ladda ner den nya gratisappen för din tidning för IOS och Android
Vad är en positiv Cincinnati Prehospital Stroke Scale (CPSS)?
AED med regn och våta: Riktlinjer för användning i speciell miljö
Cincinnati Prehospital Stroke Scale. Dess roll i räddningsavdelningen
Hur man snabbt och korrekt identifierar en patient med akut stroke i en prehospital miljö?
Hjärnblödning, vilka är de misstänkta symtomen? Lite information för den vanliga medborgaren
Svårighetsgraden av depressiva symtom över tid kan hjälpa till att förutsäga risk för stroke
European Resuscitation Council (ERC), The 2021 Guidelines: BLS - Basic Life Support
Ny epilepsivarningsenhet kan spara tusentals liv