นี่เป็นสถานการณ์ทั่วไปหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง หลายคนประสบกับผลข้างเคียงที่ไม่ดีหลายเดือนหรือหลายปีต่อมา ผลกระทบระยะยาวเหล่านี้อาจคงอยู่สองสามวันหรือตลอดชีวิตที่เหลือของบุคคล

Jeanne Paz, PhD, ผู้ตรวจสอบร่วมของ Gladstone Institutes กล่าวว่า "ปัจจุบันไม่มีการรักษาใดเพื่อป้องกันความพิการที่สามารถพัฒนาได้หลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง "ดังนั้น การทำความเข้าใจว่าอาการบาดเจ็บที่สมองกระทบกระเทือนจิตใจส่งผลต่อสมองอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะยาว จึงเป็นช่องว่างที่สำคัญอย่างยิ่งในการวิจัย ซึ่งจะช่วยพัฒนาทางเลือกในการรักษาใหม่ๆ และดีขึ้น"

ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสารScienceปาซและทีมของเธอได้ช่วยปิดช่องว่างนั้น พวกเขาระบุโมเลกุลเฉพาะในส่วนหนึ่งของสมองที่เรียกว่าฐานดอก ซึ่งมีบทบาทสำคัญในผลกระทบรองของการบาดเจ็บที่สมอง เช่น การหยุดชะงักของการนอนหลับ การเกิดโรคลมชัก และการอักเสบ ในความร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์ที่ Annexon Biosciences ซึ่งเป็นบริษัทชีวเภสัชกรรมขั้นทางคลินิก พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าการรักษาด้วยแอนติบอดีสามารถป้องกันการพัฒนาของผลลัพธ์เชิงลบเหล่านี้ได้

พื้นที่สมองเปราะบาง

การบาดเจ็บที่สมองซึ่งมีตั้งแต่การถูกกระทบกระแทกเล็กน้อยไปจนถึงการบาดเจ็บรุนแรง อาจเป็นผลมาจากการหกล้ม การบาดเจ็บจากการเล่นกีฬา การบาดเจ็บจากกระสุนปืน การระเบิดที่ศีรษะ การระเบิด หรือความรุนแรงในครอบครัว บ่อยครั้ง ทหารที่กลับมาจากสงครามก็ได้รับบาดเจ็บที่ศีรษะเช่นกัน ซึ่งมักนำไปสู่การพัฒนาของโรคลมบ้าหมู การบาดเจ็บที่สมองกระทบกระเทือนจิตใจส่งผลกระทบต่อผู้คน 69 ล้านคนทั่วโลกต่อปี และเป็นสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตในเด็กและเป็นสาเหตุสำคัญของความพิการในผู้ใหญ่

"อาการบาดเจ็บเหล่านี้เกิดขึ้นได้บ่อยและสามารถเกิดขึ้นได้กับทุกคน" Paz ซึ่งเป็นรองศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยาที่ UC San Francisco (UCSF) และสมาชิกของ Kavli Institute for Fundamental Neuroscience กล่าว "เป้าหมายของการศึกษาของเราคือการทำความเข้าใจว่าสมองเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง และการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นสามารถนำไปสู่ปัญหาเรื้อรังได้อย่างไร เช่น การพัฒนาของโรคลมบ้าหมู การหยุดชะงักของการนอนหลับ และความยากลำบากในการประมวลผลทางประสาทสัมผัส"

ในการทำเช่นนั้น Paz และทีมของเธอได้บันทึกกิจกรรมของเซลล์และวงจรต่างๆ ในสมองของหนูหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง นักวิจัยติดตามหนูอย่างต่อเนื่องและไร้สาย ซึ่งหมายความว่าหนูสามารถทำกิจกรรมตามปกติได้โดยไม่ถูกรบกวน

"เราเก็บรวบรวมข้อมูลมากมายตั้งแต่ได้รับบาดเจ็บและในช่วงหลายเดือนข้างหน้า ซึ่งทำให้คอมพิวเตอร์ของเราพัง" ปาซกล่าว "แต่สิ่งสำคัญคือต้องจับภาพการนอนหลับและความตื่นตัวที่แตกต่างกันทั้งหมดเพื่อให้ได้ภาพทั้งหมด"

ระหว่างการบาดเจ็บที่ศีรษะ บริเวณของสมองที่เรียกว่าเปลือกสมองมักจะเป็นตำแหน่งหลักของการบาดเจ็บ เนื่องจากมันอยู่ใต้กะโหลกศีรษะโดยตรง

แต่ในเวลาต่อมา นักวิจัยได้ค้นพบว่าภูมิภาคอื่น - ฐานดอก - ถูกรบกวนมากกว่าเปลือกนอก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาพบว่าโมเลกุลที่เรียกว่า C1q อยู่ที่ระดับสูงผิดปกติในฐานดอกเป็นเวลาหลายเดือนหลังจากได้รับบาดเจ็บครั้งแรก และระดับสูงเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการอักเสบ วงจรสมองที่ผิดปกติ และการตายของเซลล์ประสาท

Stephanie Holden, PhD, ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาและอดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในห้องปฏิบัติการของ Paz ที่ Gladstone กล่าวว่า "ฐานดอกดูเหมือนอ่อนแอเป็นพิเศษแม้หลังจากได้รับบาดเจ็บที่ศีรษะเล็กน้อย "นี่ไม่ได้หมายความว่าเยื่อหุ้มสมองจะไม่ได้รับผลกระทบ แต่เพียงว่ามันอาจมีเครื่องมือที่จำเป็นในการฟื้นตัวเมื่อเวลาผ่านไป ผลการวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่าระดับ C1q ในฐานดอกที่สูงขึ้นอาจส่งผลต่ออาการบาดเจ็บที่สมองในระยะยาวได้ ."

Paz Lab ร่วมมือกับ Eleonora Aronica, MD, PhD, นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม เพื่อตรวจสอบการค้นพบของพวกเขาในเนื้อเยื่อสมองของมนุษย์ที่ได้จากการชันสูตรพลิกศพ ซึ่งพวกเขาพบว่ามีระดับโมเลกุล C1q ในฐานดอกสูง 8 วันหลังจากมีคน ได้รับบาดเจ็บที่สมองกระทบกระเทือนจิตใจ นอกจากนี้ จากการทำงานร่วมกับเพื่อนร่วมงาน Gladstone Assistant Investigator Ryan Corces, PhD พวกเขาระบุว่า C1q ในฐานดอกน่าจะมาจาก microglia ซึ่งเป็นเซลล์ภูมิคุ้มกันในสมอง

“การศึกษาของเราได้ตอบคำถามสำคัญๆ ในสาขานี้ว่าการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในสมองหลังจากได้รับบาดเจ็บที่ไหนและอย่างไร และคำถามใดมีความสำคัญต่อการขาดดุล” ปาซกล่าว

หน้าต่างทางขวาเพื่อรักษาอาการเรื้อรังหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง

โมเลกุล C1q ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวิถีภูมิคุ้มกัน มีบทบาทที่ได้รับการบันทึกไว้เป็นอย่างดีในการพัฒนาสมองและการทำงานของสมองตามปกติ ตัวอย่างเช่น ช่วยปกป้องระบบประสาทส่วนกลางจากการติดเชื้อและช่วยให้สมองลืมความทรงจำ ซึ่งเป็นกระบวนการที่จำเป็นในการจัดเก็บความทรงจำใหม่ การสะสมของ C1q ในสมองยังได้รับการศึกษาเกี่ยวกับความผิดปกติทางระบบประสาทและจิตเวชต่างๆ และมีความเกี่ยวข้อง เช่น กับโรคอัลไซเมอร์และโรคจิตเภท

"C1q มีทั้งดีและไม่ดี" ปาซกล่าว "เราต้องการหาวิธีป้องกันผลกระทบที่เป็นอันตรายของโมเลกุลนี้ แต่ไม่ส่งผลกระทบต่อบทบาทที่เป็นประโยชน์ นี่คือตัวอย่างของสิ่งที่ทำให้ประสาทวิทยาเป็นสาขาที่ยากมากในทุกวันนี้ แต่ก็เป็นสิ่งที่ทำให้น่าตื่นเต้นด้วย"

เธอและกลุ่มของเธอตัดสินใจที่จะใช้ "ระยะแฝง" หลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง ในระหว่างนั้นการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในสมอง แต่ก่อนที่อาการระยะยาวจะปรากฏขึ้น

“ตัวอย่างเช่น ลูกพี่ลูกน้องของฉันถูกตีที่ศีรษะตอนที่เขาอายุ 10 ขวบ และแรงกระแทกทำให้กะโหลกศีรษะของเขาแตกและทำให้สมองของเขาเสียหาย” ปาซกล่าว “แต่มันไม่ใช่จนกระทั่งเขาอายุ 20 ปีที่เขาเป็นโรคลมบ้าหมู ระยะแฝงนี้เป็นหน้าต่างแห่งโอกาสสำหรับเราที่จะเข้าไปแทรกแซงด้วยความหวังว่าจะแก้ไขโรคและป้องกันภาวะแทรกซ้อนใด ๆ ได้”

Paz ติดต่อกับผู้ร่วมงานของเธอที่ Annexon Biosciences ซึ่งผลิตแอนติบอดีทางคลินิกที่สามารถปิดกั้นการทำงานของโมเลกุล C1q จากนั้นทีมของเธอได้รักษาหนูที่ได้รับบาดเจ็บที่สมองด้วยแอนติบอดีนี้เพื่อดูว่ามันมีประโยชน์หรือไม่

เมื่อนักวิจัยศึกษาหนูที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมเพื่อให้ไม่มี C1q ในขณะที่ได้รับบาดเจ็บ อาการบาดเจ็บที่สมองนั้นดูแย่กว่ามาก อย่างไรก็ตาม เมื่อพวกเขาเลือกบล็อก C1q ด้วยแอนติบอดีในระยะแฝง พวกมันป้องกันการอักเสบเรื้อรังและการสูญเสียเซลล์ประสาทในฐานดอก

"สิ่งนี้บ่งชี้ว่าไม่ควรปิดกั้นโมเลกุล C1q ในขณะที่ได้รับบาดเจ็บเพราะน่าจะมีความสำคัญมากในขั้นตอนนี้ในการปกป้องสมองและช่วยป้องกันการตายของเซลล์" โฮลเดนกล่าว "แต่ในเวลาต่อมา การบล็อก C1q สามารถลดการตอบสนองการอักเสบที่เป็นอันตรายได้ เป็นวิธีบอกสมองว่า "ไม่เป็นไร คุณได้ทำส่วนป้องกันและขณะนี้คุณสามารถปิดการอักเสบได้""

Ted Yednock, PhD, รองประธานบริหารและประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายวิทยาศาสตร์ของ Annexon Biosciences และผู้เขียนผลการศึกษากล่าวว่า "การรักษาผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บจากอาการบาดเจ็บที่สมองเฉียบพลันนั้นมีความขาดแคลน" "ผลลัพธ์นี้น่าตื่นเต้นเพราะแสดงให้เห็นว่าเราสามารถรักษาผู้ป่วยได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงหรือหลายวันหลังจากได้รับบาดเจ็บเฉียบพลัน เช่น อาการบาดเจ็บที่สมองที่กระทบกระเทือนจิตใจ เพื่อป้องกันความเสียหายของเส้นประสาทรองและให้ประโยชน์ด้านการทำงานที่สำคัญ"

เส้นทางสู่การรักษาที่เป็นไปได้

นอกจากการอักเสบเรื้อรังแล้ว Paz และทีมของเธอยังได้ค้นพบการทำงานของสมองที่ผิดปกติในหนูที่มีอาการบาดเจ็บที่สมอง

ประการแรก นักวิจัยสังเกตเห็นการหยุดชะงักของแกนการนอนหลับ ซึ่งเป็นจังหวะของสมองปกติที่เกิดขึ้นระหว่างการนอนหลับ สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการรวมหน่วยความจำเหนือสิ่งอื่นใด นักวิทยาศาสตร์ยังพบโรคลมบ้าหมู หรือความผิดปกติของการทำงานของสมอง หนามแหลมเหล่านี้อาจขัดขวางการรับรู้และพฤติกรรมปกติ และยังบ่งบอกถึงความไวต่ออาการชักมากขึ้นอีกด้วย

นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าการรักษาด้วยแอนติบอดีต่อต้าน C1q ไม่เพียงแต่ช่วยฟื้นฟูแกนนอน แต่ยังป้องกันการพัฒนาของกิจกรรมโรคลมชัก

"โดยรวมแล้ว การศึกษาของเราระบุว่าการกำหนดเป้าหมายโมเลกุล C1q หลังจากได้รับบาดเจ็บสามารถหลีกเลี่ยงผลร้ายแรงที่สุดในระยะยาวของการบาดเจ็บที่สมอง" โฮลเดนกล่าว "เราหวังว่าในที่สุดสิ่งนี้จะนำไปสู่การพัฒนาวิธีการรักษาอาการบาดเจ็บที่สมอง"

สารยับยั้ง anti-C1q ของ Annexon ได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาโรคภูมิต้านตนเองและโรคทางระบบประสาทหลายชนิด และกำลังได้รับการตรวจสอบในการทดลองทางคลินิกแล้ว ซึ่งรวมถึงโรคภูมิต้านตนเองที่เรียกว่ากลุ่มอาการกิลแลง-บาร์เร ซึ่งยาดังกล่าวได้รับการพิสูจน์แล้วว่าปลอดภัยในมนุษย์

"ความจริงที่ว่ายานี้อยู่ในการทดลองทางคลินิกแล้วอาจเร่งความเร็วในการรักษาผู้ป่วยได้ในที่สุด" Yednock กล่าว "เราเข้าใจถึงปริมาณของยาที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในผู้ป่วยที่ปิดกั้น C1q ในสมองแล้ว และสามารถย้ายโดยตรงไปสู่การศึกษาที่แก้ไขผลเรื้อรังหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง"

สำหรับโฮลเดนซึ่งเคยทำงานกับผู้ที่เคยได้รับบาดเจ็บที่สมองและได้ยินเรื่องราวส่วนตัวมากมาย ผลกระทบของการศึกษาครั้งนี้มีความหมายอย่างยิ่ง

"อาการบาดเจ็บที่สมองเป็นความพิการที่ซ่อนอยู่สำหรับคนจำนวนมากที่ฉันพบ" เธอกล่าว "ผลข้างเคียงที่พวกเขาพบอาจเป็นเรื่องยากที่จะวินิจฉัย และแพทย์ของพวกเขามักจะไม่สามารถให้การรักษาทางการแพทย์ใดๆ ได้ ความสามารถในการมีส่วนร่วมในการหาวิธีรักษาผลที่ตามมาของการบาดเจ็บหลังจากที่มันเกิดขึ้นเป็นแรงบันดาลใจจริงๆ"

ปาซและห้องทดลองของเธอกำลังขยายความเข้าใจอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในสมองหลังได้รับบาดเจ็บ ต่อไปจะเน้นศึกษาว่าสามารถช่วยป้องกันอาการชักกระตุกได้หรือไม่ ซึ่งมักรายงานโดยผู้ที่ได้รับบาดเจ็บที่สมองอย่างรุนแรง

"จอกศักดิ์สิทธิ์คือการได้รับการรักษาที่สามารถเสนอให้กับผู้ป่วยหลังจากได้รับบาดเจ็บและจะป้องกันการอักเสบเรื้อรังในสมอง การหยุดชะงักของการนอนหลับและอาการชัก" เธอกล่าวเสริม “จะวิเศษมากไหมถ้าการศึกษาของเราช่วยให้สิ่งนั้นเป็นจริง”