apport de l’électrophysiologie dans l’étude et le traitement des épilepsies
TRANSCRIPT
Apport de l’électrophysiologie dans l’étude et le traitement des épilepsies
Dr. Rym Benkhalifa
Laboratoire Venins et Molécules Thérapeutiques Institut Pasteur de Tunis
Cours RIIP : « Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie » Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
L’épilepsie : définition
Étymologie : «la prise par surprise» L’épilepsie est une maladie neurologique très fréquente
qui affecte 1 à 2% de la population mondiale.
Epileptiques célèbres: Jules César, Dostoïevski, Flaubert, Beethoven
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Histoire de l’Epilepsie
Du grec «epilambanein» = saisir, attaquer par surprise,
possession
4500 av J.C.: premiers écrits (Grèce et Inde)
Époque romaine: objet de crainte et de rejet
Moyen Âge: possession démoniaque
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Abu Bakr Mohammed Ar-Razi (Rhazes) (841–925) : premier à établir une distinction entre les épilepsies héréditaires et
acquises « L'épilepsie est une convulsion qui affecte tout le corps…. Mais
émane du cerveau » Abu Ali Al-Hussein Ibn Sina (Avicenna) (980-1037):
distingue entre les deux types d'épilepsie, le Grand Mal et le Petit Mal. Dans le Grand Mal, il a identifié 3 étapes de la crise épileptique: l’Aura, la Phase clonique et la Phase de Relaxation
nouvelles méthodes de traitement : utilisation de bains en présence d’anguilles électriques pour le traitement de l'épilepsie (électrothérapie)
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21
octobre 2016
1770: première approche scientifique de l’épilepsie (traité de l’Epilepsie, Tissot)
1815: Esquirol distingue des attaques légères et sévères: Grand et Petit Mal
1886: Horsley pratique la première intervention chez un patient présentant des crises partielles
Jackson (1825-1911): « survenue épisodique d’une décharge brusque, excessive et rapide d’une population plus ou moins étendue des neurones qui constituent la substance grise de l’encéphale ». L'analyse des circuits neuronaux commence avec le travail de Ramon et Cajal (fin du 19ème siècle) et Sherrington au début du 20e.
Eccles a commencé à publier sur le problème de relation l’électrophysiologie cellulaire et l'EEG en 1951 en disséquant les circuits neuronaux de régions spécifiques du cerveau en 1960: méthodes similaires découverte du déplacement paroxystique des dépolarisations.
Description de la pathologie Cause:
Décharges paroxystiques dans le cerveau
Etiologie: génétique, lésionnelle, idiopathique
Facteurs déclenchant:
Fatigue, stress, lumière... Jeux vidéo, Jeux en ligne…
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Décharges paroxystiques dans le cerveau??? la crise d'épilepsie, est une dépolarisation synchrone transitoire d'un ensemble de neurones caractérisés par une hyperexitabilité synchronisée.
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Plusieurs types de crises classées sur la base de la nature et de la distribution de décharges anormales
Les crises épileptiques sont généralement classées en focales (partiales) et en générales plusieurs chevauchements et plusieurs variétés de chaque type
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Classification internationale des crises épileptiques
Crises généralisées Absences
Absences Absences atypiques
Crises myocloniques Crises cloniques Crises toniques Crises tonico-cloniques Crises atoniques
Crises non classées
Crises partielles Crises partielles simples
Avec signes moteurs Avec signes somatosensitifs ou
sensoriels Avec signes végétatifs Avec signes psychiques
Crises partielles complexes Début partiel suivi de troubles de la
conscience et/ou d'automatismes Avec troubles de la conscience dès le
début de la crise, accompagnée ou non d'automatismes
Crises partielles secondairement généralisées Crises partielles simples
secondairement généralisées Crises partielles complexes
secondairement généralisées Crises partielles simples évoluant vers
une crise partielle complexe puis vers une généralisation secondaire
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
WEST
10 ans
2 ans
1 mois
EEP EMP
CNB(F)
IDIO
PATI
QU
E
N
ON
ID
IOPA
TIQ
UE
FOCALE GENERALISEE
E MJ EAE
Epilepsie partielle de la
lecture
EPCT
Sd de Dravet
E A A
E. GM réveil
E. partielles non idiopathiques
E. partielle continue
Aphasie épileptique acquise
E. avec POCS
E. avec absences
myocloniques
Doose
Lennox Gastault
EMBN EPO
CPMM
Sylvie Nguyen The Tich Fédération de Pédiatrie, 2012
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Crise épileptique peut être causée par 3 facteurs : une inhibition réduite, un excès d’excitation, une défaillance dans la régulation du potentiel de repos
membranaire.
Canaux ioniques exprimés dans le SNC sont des candidats de choix pour les études de polymorphismes mutationnel au sein d’une population donnée de patients
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Les canaux, régulateurs / dérégulateurs de la propagation du signal dans les neurones
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Neurones = réseaux de communication
signaux chimiques = neurotransmetteurs
Courants positifs (de nature excitatrice)
ou Courant négatifs
(de nature inhibitrice).
Synapses = passage de la communication
Signaux électriques = potentiel d’action ou
PA
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Le canal sodium s’ouvre lorsque le neurotransmetteur se fixe sur le récepteur.
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Le glutamate est un neurotransmetteur excitateur
Le GABA est un neurotransmetteur inhibiteur
Ex. neurone moteur
PPSE versus PPSI : le neurone moteur est dépolarisé ou pas au-delà du seuil influx ou non
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
(Egedus V., 2013)
Gain ou perte de fonction suite aux mutations provoquant les épilepsies idiopathiques
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Électrodes externes Electrodes intracellulaires
EEG
Électrode d’enregistrement du potentiel (Vm)
Électrode d’injection de courant
5 pA = 104 ions/ms
20 ms
Canal Na+ unitaire, dépendant du potentiel
-80 mV
-20 mV A
Patch-clamp
Bien que les gènes CHRNA4 (α4) et CHRNB2 (β2) soient exprimés dans de multiples aires du cerveau, pas de corrélation évidente avec leur distribution et les EEG enregistrées lors des épisodes critiques au niveau des lobes frontaux
les enregistrements électrophysiologiques de cellules transfectées exprimant les
récepteurs mutés permettent de définir les effets des ces mutations sur le comportement de ces récepteurs.
EFNAD de type 1:
les mutations α4(S248F), α4(776ins3), α4(S252L) et β2(V248F) déplacent la courbe de réponse à l’acétylcholine.
La mutation α4(S248F) entraîne également une potentialisation dépendante de l’activation du récepteur par l’acetylcholine
la mutation α4(77ins3) réduit l’activité calcique-dépendante lors de l’activation du récepteur par l’acétylcholine.
EFNAD de type 2, les récepteurs mutés β2(V287L) et (V287M) montrent un profond ralentissement
de leurs cinétiques de désensibilisation La mutation V287M provoque aussi une augmentation de sensibilité à
l’acétylcholine dix fois supérieure à celle observée sur les récepteurs sauvages.
Récepteurs à L’acétylcholine : Epilepsie Frontale Nocturne Autosomale
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
EGCF: Epilepsies Généralisées avec Crises Fébriles Mutations du canal sodium : SCN1A et SCN2A
Mutations de 2 acides aminés du gène SCN1A (T875M & R1648H), dans le segment S4 «voltage sensor » de la sous unité alpha (Escayg et al., 2000).
Mutation R187W dans la boucle intracellulaire entre les domaines II et III du gène SCNA2 (Sugawara et al., 2001 ; Mazzuca, et al., 2006)
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Catterral WA, 2013
Canaux Ca2+ voltage-dépendants et épilepsie
Epilpesies rares sur modèles murins d’épilepsie généralisées
modèles impliquent largement l’épilepsie-absences avec ataxie, une combinaison rare en épileptologie humaine.
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Récepteur GABAA, EGCF+
Des mutations d’une sous-unité γ2 du récepteur gabaergique GABAA ont été identifiées dans deux familles de patients présentant des EGCF+.
Mutation qui touche le site de liaison du GABA diminue le courant d’activation du canal
Mutation au niveau de la liaison des segments M2 et M3 exprime des courants normalement activés par le GABA mais insensibles aux benzodiazépines
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Canal Chlore, CLCN2 Trois mutations au niveau du canal chlore (Cl-)
CLCN2 ont été découvertes dans 3 familles des formes d’épilepsies idiopathiques : induisant une protéine tronquée avec un pore défectueux
Courants d’amplitude normale mais voltage-dépendance à des potentiels membranaires nettement supérieurs à ceux observés pour les canaux sauvages.
Activité synaptique intense responsable de la dépolarisation membranaire par activation des récepteurs glutamatergiques, et par influx d’ions Cl- à travers les récepteurs GABAergiques, la mutation G715E entraîne une augmentation du courant Cl- sortant durant la phase de repolarisation.
Ce gain de fonction rendrait la membrane
post-synaptique des neurones GABAergiques hyperexcitable et serait alors responsable des crises épileptiques.
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Canaux K+ voltage-dépendants et convulsions néonatales bénignes familiales (CNBF)
Syndrome rare mode autosomal dominant canaux K+ voltage-dépendants du SNC, KCNQ2 sur le
chromosome 20q, et un autre gène similaire, KCNQ3 en 8q24.
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Biervert C et al., 1998).
Modèle Expérimental: Génération d'une activité spontanée basale et épileptiforme dans les coupes du cortex hippocampe–entorhinal (H-EC)
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
(Egedus V., 2013)
35
Médecine Génomique: du diagnostic à la thérapie Institut Pasteur de Tunis 17-21 octobre 2016
MERCI