Термином «эпилепсия» обозначают ряд нейропатологических состояний, характерным признаком которых является предрасположенность к повторяющимся неспровоцированным судорожным приступам. Одной из неприятных особенностей эпилепсии является то, что она может возникнуть в любом возрасте. Поэтому любой человек всю свою жизнь находится в зоне риска. По данным Всемирной организации здравоохранения (https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/epilepsy) около 50 миллионов человек страдают различными формами эпилепсии. Хотя по оценкам все той же Организации до 70% пациентов с эпилепсией могут жить без судорожных приступов при условии своевременного диагностирования и лечения, значительная доля людей, страдающих эпилепсией, не отвечают на традиционные фармакологические и хирургические методы лечения. Некупируемые повторяющиеся эпизоды судорожных приступов ухудшают качество и сокращают длительность жизни пациентов, страдающих эпилепсией. В этой связи поиск новых подходов для терапии эпилепсии является весьма актуальной задачей. Поскольку эпизоды судорожных приступов являются результатом чрезмерной и синхронизированной электрической активности группы нервных клеток, идеальной стратегией борьбы с эпилепсией (в том числе с ее формами, не поддающимися традиционным методам лечения) является своевременное детектирование и подавление этой активности. В своем проекте мы планируем изучить возможность применения термогенетической активации тормозных нейронов, в которые с помощью векторов на основе адено-ассоциированных вирусов будет доставлена кДНК термочувствительного неселективного катионного канала TRPV1 человека, для предотвращения генерализации возникшей эпилептиформной активности. Работоспособность подобной стратегии ранее уже неоднократно была подтверждена с использованием методов оптогенетики и хемогенетики. Термогенетика, основанная на применение термочувствительных неселективных катионных каналов суперсемейства TRP (transient receptor potential channels – каналы транзиторного рецепторного потенциала) никогда ранее не применялась для купирования эпилептических приступов. Поэтому предлагаемое нами применение термогенетики для активации тормозных нейронов является новым подходом для терапии эпилепсии. Главной проблемой на пути создания термогенетической технологии для подавления судорожных приступов является доставка последовательности кДНК, кодирующей TRPV1 человека, в тормозные нейроны. В этой связи, в своем проекте мы планируем провести широкомасштабное тестирование доступных промоторов и других регуляторных генетических элементов для эффективной экспрессии TRPV1 человека в тормозных нейронах после доставки кДНК канала с помощью векторов на основе адено-ассоциированных вирусов. В качестве модели, на которой будет исследоваться возможность термогенетического подавления судорожных приступов, мы будем использовать переживающие срезы гиппокампа, в которых эпилептиформная активность будет вызываться высоким калием. На фоне сформировавшейся эпилептиформной активности мы будем стимулировать тормозные нейроны, в которые предварительно была доставлена кДНК канала TRPV1 человека, путем их нагрева с помощью облучения инфракрасным лазером с длиной волны 1348 нм. Мы ожидаем, что это будет приводить к прекращению эпилептиформной активности в срезах. Мы также планируем проверить применимость термогенетической активации тормозных нейронов для подавления эпилепсии in vivo. Для этого мы будем использовать модель височной эпилепсии, вызванной унилатеральным введением каината, агониста каинатных глутаматных рецепторов, в дорсальный гиппокамп. По аналогии с предыдущими исследованиями, в которых использовалась оптогенетика, мы создадим систему с обратной связью, сочетающую в себе детекцию эпилептиформной активности с помощью имплантирванного электрода и термоактивацию тормозных нейронов, экспрессирующих канал TRPV1 человека, инфракрасным лазером через имплантированный световод.