Низкоинтенсивный фокусированный ультразвук, направленный на медиальную префронтальную кору, уменьшает мигренозную аллодинию и аффективные симптомы у мышей за счёт изменения баланса глутамата и ГАМК

Введение: Мигренью страдают почти миллиард человек во всём мире; она остаётся серьёзной глобальной проблемой здравоохранения, а возможности лечения ограничены. В этом исследовании оценивали транскраниальную стимуляцию низкоинтенсивным фокусированным ультразвуком (LIFU), направленную на медиальную префронтальную кору (mPFC), как новый неинвазивный метод нейромодуляции для купирования приступа мигрени. Терапевтический потенциал и безопасность LIFU оценивали на моделях животных, чтобы обосновать возможность дальнейшего применения метода в клинической практике.

Методы: Самцам мышей линии C57BL/6 внутрибрюшинно вводили нитроглицерин (NTG) для создания модели острой мигрени; контрольным животным вводили раствор-носитель (VEH). После индукции модели мышам проводили стимуляцию mPFC с помощью LIFU либо имитацию стимуляции по тому же протоколу, но без ультразвукового воздействия. Для оценки терапевтического эффекта и механизмов нейромодуляции выполняли поведенческие, гистологические и молекулярные исследования. Механическую аллодинию оценивали с помощью теста фон Фрея, поведение, подобное тревожному, — в приподнятом крестообразном лабиринте. Активацию нейронов исследовали методом иммунофлуоресцентного окрашивания на c-Fos и совместного окрашивания на ГАМК и глутамат. Безопасность для тканей оценивали с помощью окрашивания гематоксилином и эозином и теста TUNEL. Все количественные анализы проводили при ослеплении исследователей.

Результаты: Введение NTG вызывало выраженную аллодинию и поведение, подобное тревожному. По сравнению с имитацией стимуляции воздействие LIFU значительно уменьшало аллодинию в области головы и подошв, а также ослабляло поведение, подобное тревожному. В модели мигрени, индуцированной NTG, отмечалась выраженная гиперактивация нейронов mPFC по c-Fos; стимуляция LIFU эффективно её подавляла. После введения NTG среди всех клеток mPFC, положительных по c-Fos, увеличивалась доля активированных глутаматергических нейронов (GLU-N) и уменьшалась доля активированных ГАМКергических нейронов (GABA-Ns). LIFU обращал это соотношение: доля активированных GLU-N снижалась, а GABA-Ns — повышалась. После воздействия LIFU значимых гистопатологических изменений или апоптоза не выявлено.

Выводы: Аномальная активация нейронов mPFC и дисбаланс возбуждения и торможения связаны с острыми приступами, вызванными NTG. Направленное на mPFC воздействие LIFU может уменьшать механическую аллодинию и поведение, подобное тревожному, при введении NTG за счёт восстановления баланса возбуждения и торможения. LIFU — новый безопасный неинвазивный метод нейромодуляции, потенциально применимый для лечения мигрени.