Rôles des neurones ectopiques et normotopiques dans la genèse des crises dans les hétérotopies en bandes

Roles of ectopic and normotopic neuron in seizures generation in double cortex syndrome

• Auteur / Autrice : Ludovic Petit
• Direction : Alfonso Represa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 14/03/2014
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Kahane
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Bernard Manent, Fabrice Wendling
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Benoit Martin, Fiona Francis

Mots clés

Mots clés contrôlés

Épilepsie

Matrices de microélectrodes

Électrophysiologie

Mots clés libres

Enregistrement multisite

Électrophysiologie

Doublecortine

Double cortex

Hétérotopie en bandes sous-Corticale

Micro électrode array

Mea

Évenement interictal

Dcx

Malformation corticale

Multisite recording

Electrophysiology

Doublecortin

Double cortex

Subcortical band heterotopia

Micro electrode array

Mea

Interictal event

Dcx

Cortical malformation

Résumé

L'hétérotopie en bande sous-corticale (SBH) est une malformation caractérisée par la présence d'une bande de neurones ectopiques en regard du cortex normal ou normotopique. La plupart des patients ont une mutation d'un gène encodant une protéine indispensable à la migration des neurones. Les patients présentent une épilepsie pharmacorésistante. La chirurgie ne donne pas de résultats satisfaisants, le foyer épileptogène n'étant jamais clairement délimité. Un modèle de rat reproduisant les caractéristiques observées chez les patients à pu être généré. Même s'il est clair que le cortex normotopique et l'hétérotopie participent aux évènements épileptiformes, leur zone de genèse reste néanmoins inconnue. Le but de cette thèse a été de localiser l'origine de l'activité épileptiforme in vitro sur tranches de cerveau à l'aide d'une technique d'enregistrement multisite.Des activités épileptiformes (ILEs) ont été enregistrées à l'aide d'une technique d'enregistrement extracellulaire multisite à 60 canaux. Un outil d'analyse développé sous Matlab a ensuite permis de caractériser les ILEs et notamment leur origine et étendues spatiales. Après avoir identifié l'importance du cortex normotopique dans la genèse des ILEs, nous en avons supprimé l'excitabilité in vivo. Nous montrons que la surexpression de ces canaux dans les neurones ectopiques n'altère pas la susceptibilité aux crises des animaux concernés alors que la surexpression de ces canaux dans l'hétérotopie et dans le cortex normotopique améliore le phénotype épileptique. Nos résultats suggèrent ainsi un rôle majeur du cortex normotopique dans la genèse des activités épileptiques dans le syndrome du double cortex.

Subcortical Band Heterotopia (SBH) is a cortical malformation formed when neocortical neurons prematurely stop their migration in the white matter, forming a heterotopic band below the normotopic cortex, and is generally associated with intractable epilepsy. Although it is clear that the band heterotopia and the overlying cortex both contribute to creating an abnormal circuit prone to generate epileptic discharges, it is less understood which part of this circuitry is the most critical. Here, we sought to identify the origin of epileptiform activity in a targeted genetic model of SBH in rats.Rats with SBH were generated by knocking‐down the Dcx gene into neocortical progenitors of rat embryos. Origin, spatial extent and laminar profile of bicuculline‐induced interictal‐like activity on neocortical slices were analyzed by using extracellular recordings from 60‐channels microelectrode arrays. Susceptibility to pentylenetetrazole‐induced seizures was assessed by electrocorticography in head‐restrained nonanaesthetized rats. We show that the band heterotopia does not constitute a primary origin for interictal‐like epileptiform activity in vitro and is dispensable for generating induced seizures in vivo. Further, we report that most interictal‐like discharges originating in the overlying cortex secondarily propagates to the band heterotopia. Importantly, we found that in vivo suppression of neuronal excitability in SBH does not alter the higher propensity of Dcx‐KD rats to display seizures. These results suggest a major role of the normotopic cortex over the band heterotopia in generating interictal epileptiform activity and seizures in brains with SBH.