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Censimento dei laboratori di ricerca in epilettologia sperimentale
Italian Network of Experimental Epileptology – Perugia

Italian Network of Experimental Epileptology
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Articoli di interesse

Valassina N et al. Scn1a gene reactivation after symptom onset rescues pathological phenotypes in a mouse model of Dravet syndrome. Nature Communications. 2022 Jan 10;13(1):161
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In questo studio molto elegante gli autori hanno utilizzato un modello di s. di Dravet, in cui sono stati prodotti topi transgenici in grado di esprimere in modo condizionato nel sistema nervoso il gene SCN1A (topi Scn1a Stop/+), coinvolto nella patogenesi della sindrome umana. L’approccio di trasfezione utilizzato per la riattivazione genica condizionata in questo studio (tramite iniezione e.v. di vettori adenovirali modificati ad hoc) è un aspetto molto interessante che, almeno dal punto di vista sperimentale, può rivelarsi molto utile proprio per comprendere la quota di alterazioni strutturali e funzionali che può essere normalizzata in patologie (incluse quelle epilettiche) legate ad alterazioni di singoli geni.
Gli autori hanno dapprima dimostrato che, come atteso, l’aploinsufficienza del gene indotta nel loro modello murino è in grado di riprodurre un fenotipo assimilabile alla s. di Dravet, in termini di crisi spontanee, suscettibilità a crisi indotte da ipertermia, ritardo dello sviluppo cognitivo e segni di iperattività, e che ciò avviene in parallelo con una riduzione dei livelli della isoforma Nav1.1 di canali al sodio voltaggio-dipendente. Questi animali transgenici hanno anche una notevole mortalità spontanea in epoca infantile-giovanile. Valassina e coll. hanno quindi utilizzato questi topi knocked-in condizionali, per indurre a varie età una espressione normale della Nav1.1, in animali inizialmente aploinsufficienti per la proteina, e ne hanno valutato le caratteristiche fenotipiche.
Tramite questo approccio sperimentale hanno ottenuto dati molto interessanti e dalle profonde ricadute potenziali. In particolare, hanno osservato che ristabilendo un’espressione normale di Nav1.1 neuronale, non solo in epoca neonatale, ma anche a 30 giorni dopo la nascita (PN30) (età corrispondente grossolanamente ai 4-5 anni nell’uomo), è possibile eliminare completamente in questi animali la propensione non solo a sviluppare crisi spontanee (sia comportamentali che elettrografiche), ma anche quella a crisi indotte da ipertermia; inoltre, ciò si associava ad una drammatica riduzione della mortalità. In modo ancora più sorprendente, Valassina e colleghi hanno osservato che anche ristabilendo livelli normali di canale del sodio Nav1.1 a PN90 (assimilabile grossolanamente ai 20 anni di età nell’uomo) è, comunque, possibile revertire alcune delle caratteristiche fenotipiche patologiche di questo modello murino. Questi risultati erano piuttosto inattesi, essendo ipotizzato che la comparsa del fenotipo clinico della s. di Dravet sia associato ad alterazioni strutturali almeno in parte irreversibili. In effetti, questi autori hanno mostrato, in questo stesso studio, che caratteristiche funzionali neuronali specifiche (ad esempio in interneuroni GABAergici ippocampali) non sono revertite completamente dalla normalizzazione dell’espressione della Nav1.1, ma che verosimilmente, a livello di alcune aree cerebrali, tale aumento dell’espressione permette che si attuino meccanismi omeostatici compensativi in grado di attenuare molti dei fenomeni patologici instauratisi precedentemente. In questo studio viene suggerito per la prima volta anche un ruolo importante di un’astrocitosi, con “fenotipo A2” nella s. di Dravet, e gli autori ipotizzano che ciò potrebbe concorrere, almeno in parte, al recupero del quadro patologico in condizioni di rinormalizzazione dell’espressione del canale del sodio. Una corretta interpretazione ed estrapolazione alla patologia umana dei risultati di questo lavoro necessita ovviamente ulteriori validazioni in modelli di s. di Dravet, ma offre sicuramente molti spunti di riflessione sulla patogenesi della s. di Dravet e, in ottica futura, terapeutici.

Ammothumkandy A et al. Altered adult neurogenesis and gliogenesis in patients with mesial temporal lobe epilepsy. Nature Neuroscience. 2022;25(4):493-503
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In questo studio gli autori hanno analizzato morfologicamente e con analisi elettrofisiologiche specifiche, ippocampi di pazienti con epilessia del lobo temporale (TLE) sottoposti ad ippocampectomia, e ne hanno confrontato le caratteristiche con quelli di soggetti senza TLE. Tramite un approccio molto conservativo delle caratteristiche tissutali dei pezzi analizzati, hanno potuto analizzare per la prima volta in modo abbastanza esaustivo il ruolo della neurogenesi ippocampale nella TLE; inoltre hanno potuto correlare i dati istopatologici con le caratteristiche dell’attività epilettiforme critica/intercritica registrata in fettine di tali pezzi, tramite Multi-Electrode Arrays. Il razionale di questo studio si basava su un’ampia letteratura su modelli sperimentali di TLE che suggeriva un ruolo importante della neurogenesi ippocampale nell’epilettogenesi e, allo stesso tempo, un potenziale effetto delle crisi e dell’attività intercritica ippocampale sulla neurogenesi stessa. Ammothumkandy e coll. hanno dimostrato che: a) anche nell’uomo esiste una neurogenesi di cellule granulo ippocampali in età adulta; b) tale neurogenesi è fortemente ridotta in pazienti con TLE, e mostra una correlazione inversa con l’attività intercritica: in altre parole, nella TLE umana, a differenza di quanto ipotizzato alla luce di alcuni dati sperimentali ottenuti in modelli di TLE, i neuroni neoformatisi non sembrano contribuire alla generazione dell’attività epilettiforme ippocampale;  c) la riduzione della neurogenesi ippocampale nell’adulto con TLE è tanto maggiore quanto maggiore è la durata di malattia.
Nello stesso studio, è stato anche valutato il ruolo potenziale di astrociti immaturi nell’epilettogenesi, ed è stato dimostrato che proprio la presenza di molti astrociti immaturi a livello di sub-regioni specifiche dell’ippocampo potrebbe essere un marker istologico specifico di TLE. Ammothumkandy e coll. hanno dimostrato, inoltre, che tali astrociti sembrano essere il frutto di una evoluzione fenotipica di neuroni immaturi ippocampali succitati, e quindi potrebbero accumularsi con il progredire della malattia. Inoltre, essi non sembrano destinati ad evolvere in astrociti maturi, ma hanno una forte correlazione con l’attività epilettiforme ippocampale, cui, a differenza dei neuroni di nuova genesi succitati, sembrano contribuire nella TLE umana.
In conclusione, questo studio mette in risalto per la prima volta nella TLE umana, il ruolo potenziale della neogenesi astrocitaria nel contribuire all’epilettogenesi, ridimensionando invece quello della neuronogenesi proposto da vari studi sperimentali. Questa osservazione, che di per sé potrebbe apparire marginale, ha invece ricadute notevoli potenziali sia riguardo ai meccanismi fisiopatologici della TLE, che in ottica di potenziali trattamenti farmacologici innovativi che possano prevenire la cronicizzazione e farmacoresistenza della TLE.
È inoltre interessante sottolineare quanto accennato dagli autori stessi riguardo a fenomeni in comune alla fisiopatologia della TLE e alle alterazioni ippocampali che si verificano spesso nella Malattia di Alzheimer. Infatti, discutendo i loro dati in parallelo con quelli ottenuti da altri negli ippocampi di pazienti con malattia di Alzheimer (in cui è documentata una riduzione della neurogenesi ippocampale), Ammothumkandy e coll. propongono che proprio la riduzione di tale neurogenesi in età adulta potrebbe contribuire a spiegare il declino mnesico dei pazienti con TLE. Inoltre, esso potrebbe essere anche uno dei meccanismi alla base del legame potenziale tra attività epilettiforme ippocampale e la slatentizzazione ed accelerazione di disturbi mnestici nell’Alzheimer, fenomeno oggigiorno ipotizzato da molti ricercatori.

Comunicazioni – Archivio triennio 2014-2017

Cari colleghi,
l’obiettivo primario che la Commissione di Epilettologia sperimentale della LICE si è proposto per i prossimi anni è favorire e facilitare le interazioni tra clinici e ricercatori di base, promuovendo attività comuni e congiunte. Su questa pagina del sito troverete la lista dei ricercatori di base che si occupano di epilessia sperimentale (da integrare e completare nel tempo) ed altre informazioni relative ad attività e siti di interesse per chi si occupa dello studio dei meccanismi di base delle epilessie. Per mantenere aggiornato il sito , vi invito ad inviarmi ( decurtis@istituto-besta.it ) informazioni su attività locali (seminari, corsi etc), nuovi laboratori o altro materiale utile per chi si occupa di ricerca di base epilettologica.

Vi ricordo infine che la quota di iscrizione alla LICE è di 50 euro (di 25 euro per gli specializzandi con presentazione di attestato). Clicca qui per scaricare la domanda di iscrizione.

Cordiali saluti

Marco de Curtis
Coordinatore della Commissione di Epilettologia sperimentale