Optogenetica heeft zich ontpopt als een baanbrekende techniek in de neurowetenschappen, waarmee de activiteit van specifieke neuronen nauwkeurig kan worden gevolgd met behulp van licht. In epilepsieonderzoek kan met optogenetica gestreefd worden naar het begrijpen van de onderliggende mechanismen van epileptische aanvallen en het ontwikkelen van nieuwe therapeutische interventies.

Epilepsie is een neurologische aandoening die wordt gekenmerkt door terugkerende aanvallen als gevolg van abnormale elektrische activiteit in de hersenen. Traditionele behandelingen, zoals medicatie en chirurgie, richten zich op symptoomverlichting, maar bieden vaak geen volledige oplossing voor alle patiënten. Een van de grootste uitdagingen in epilepsieonderzoek is het identificeren van de specifieke neurale netwerken die bijdragen aan het ontstaan en de verspreiding van aanvallen.

Optogenetica stelt wetenschappers in staat om deze netwerken te onderzoeken en te moduleren met een ongekende ruimtelijke en temporele precisie. Door gebruik te maken van lichtgevoelige eiwitten, opsins genaamd, die genetisch gecodeerd zijn in neuronen, kunnen onderzoekers selectief neuronale activiteit activeren of remmen als reactie op lichtstimulatie.

In het 4Brain lab worden experimentele diermodellen van epilepsie en optogenetische technieken gebruikt om de rol van verschillende hersengebieden en neuronale populaties in het ontstaan van aanvallen te onderzoeken.

Bovendien kan optogenetica helpen bij de ontwikkeling van innovatieve therapieën voor epilepsie. In het 4Brain lab onderzoeken we strategieën zoals optogenetische systemen voor aanvalsdetectie en -interventie, waarbij geïmplanteerde apparaten vroege tekenen van aanvalsactiviteit kunnen detecteren en op licht gebaseerde interventies kunnen gebruikt worden om het abnormale neuronale vuren te onderdrukken voordat een aanval zich volledig manifesteert.

Samengevat kan worden gesteld dat optogenetica een krachtig hulpmiddel is om de complexiteit van epilepsie te ontrafelen en een grote belofte inhoudt voor de ontwikkeling van nieuwe therapeutische benaderingen. Door precieze controle over neurale netwerken die betrokken zijn bij het opwekken van aanvallen mogelijk te maken, biedt optogenetica hoop op effectievere behandelingen voor epilepsie en andere hersenaandoeningen.

Publicaties:

Larsen LE, Caestecker S, Stevens L, van Mierlo P, Carrette E, Boon P, Vonck K, Raedt R. Hippocampal seizures differentially modulate locus coeruleus activity and result in consistent time-locked release of noradrenaline in rat hippocampus. Neurobiol Dis. 2023 Dec;189:106355. doi: 10.1016/j.nbd.2023.106355. Epub 2023 Nov 15. PMID: 37977430.