Mécanismes physiopathologiques dans deux modèles murins d'épilepsie liée à la mutation des canaux sodiques 1. 1

Pathogenic mechanisms in two mice models of epilepsy linked to sodium channel 1. 1 mutations

• Auteur / Autrice : Camille Liautard
• Direction : Massimo Mantegazza, Pascal Barbry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interactions moléculaires et cellulaires
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hippocampe (anatomie)

Électrophysiologie

Excitation (physiologie)

Épilepsie

Résumé

L’épilepsie est caractérisée par la récurrence de crises épileptiques résultant d’une activité neuronale hyper synchrone et excessive. Les canaux sodiques dépendants du potentiel (Nav), en participant à l’initiation et la propagation des potentiels d’action, sont des acteurs essentiels dans l’excitabilité neuronale. A l’heure actuelle, de nombreuses mutations épileptogéniques ont été identifiées au niveau du gène SCN1A codant la sous-unité α des canaux Nav1. 1. Ces canaux seraient particulièrement impliqués dans l’excitabilité des interneurones GABAergiques inhibiteurs du cerveau (Yu et al. , 2006). Au cours de ma thèse, j’ai étudié deux épilepsies génétiques liées à des mutations des canaux Nav1. 1 : le syndrome de Dravet (SD), une épilepsie pharmaco-résistante très grave de l’enfance ; et l’Epilepsie Génétique avec Convulsions Fébriles Plus (EGCF+), une épilepsie présentant un phénotype hétérogène plus modéré. Afin de comprendre les mécanismes physiopathologiques impliqués dans ces épilepsies, nous avons réalisé des enregistrements électrophysiologiques dans des tranches de cerveau. Ces enregistrements ont été réalisés au niveau de différents circuits neuronaux dans deux modèles murins présentant des altérations au niveau du gène SCN1A : les souris invalidées pour ce gène (souris Knock-Out-KO-) mimant le SD et les souris portant la mutation R1648H (souris Knock-In-KI-) mimant l’EGCF+. Nos travaux ont mis en avant une implication particulière de l’hippocampe dans la génération des crises épileptiques chez les souris KO. Cette structure présente une hyperexcitabilité du réseau neuronal entraînée par un défaut de la transmission synaptique liée à la perte de fonction des Nav1. 1. De plus, dans des conditions épileptogènes, une activité spécifique à notre modèle a été mise en évidence. Enfin, l’utilisation in vitro d’antiépileptiques a montré des effets similaires à ceux retrouvés chez les patients. L’ensemble de ces résultats placent ce modèle murin comme un outil de choix dans la recherche sur le SD. Chez la souris KI, nous avons étudié l’activité de la boucle thalamo-corticale, un réseau neuronal qui serait impliqué dans la génération de crises généralisées type absence présentes chez les patients EGCF+. L’hyperexcitabilité neuronale spontanée enregistrée au niveau de la boucle a mis en avant un fort impact de la mutation R1648H. Cette hyperexcitabilité serait corrélée à une altération spécifique de l’excitabilité des neurones inhibiteurs des différentes structures impliquées dans le circuit thalamo-corticale. Cette altération serait alors à l’origine du dysfonctionnement de la transition inhibitrice observée dans la boucle. En conclusion, nos résultats ont permis de caractériser les mécanismes physiopathologiques présents dans des circuits neuronaux qui pourraient être impliqués dans la génération des crises épileptiques. Les modèles murins permettront par la suite le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et l’étude des troubles cognitifs observés chez les patients présentant un phénotype très sévère.

Dravet Syndrome (DS), a very severe pharmaco-resistant epilepsy of infancy, and Genetic Epilepsy with febrile Seizures Plus (GEFS+), presenting a moderate phenotype, are two epilepsies linked to an heterozygous mutation of SCN1A, the gene coding for voltage-dependent sodium channels 1. 1. To better understand the pathogenic mechanisms in these epilepsies, electrophysiological recordings in brain slices from two animal models with altered SCN1A were performed. Our data have shown a specific implication of the hippocampus in the generation of epileptic seizures in mice models of DS. This structure presents a hyperexcitability of the neuronal network due to an inhibitory transmission defect linked to the Nav1. 1 loss of function. In epileptogenic conditions, an activity specific to our model was identified. In GEFS+ mice models, the thalamo-cortical network, implied in the generation of absence seizures observed in patients, was studied. A spontaneous neuronal hyperexcitability in the circuit was detected. This hyperexcitability could be correlated to the specific alteration of the inhibitory neurons present in the different structures of the circuit. This alteration may be responsible for the inhibitory transmission dysfunction observed in the thalamo-cortical network. In conclusion, we have characterized the pathogenic mechanisms present in these neuronal networks. These mice models will be used in the future to develop new therapeutic strategies.