Publicação
Pharmacological characterization of an in vitro model of status epilepticus
| Resumo: | A epilepsia é uma patologia crónica caracterizada por ataques epiléticos espontâneos. Esta patologia afeta aproximadamente 65 milhões de pessoas mundialmente. A hiperexcitabilidade é considerada um fator facilitador da génese/ propagação do ataque epilético. Em muitos dos pacientes epiléticos, é possível controlar as convulsões com medicamentos antiepiléticos convencionais que atuam como bloqueadores dos canais de sódio ou por aumento da função de GABA como neurotransmissor. No entanto, 30% dos doentes epiléticos tornam-se resistentes ao tratamento (farmacoresistência). Têm sido desenvolvidos vários modelos de epilepsia in vitro recorrendo a fatias do cérebro ou culturas neuronais, as quais permitem investigar os mecanismos responsáveis pelos ataques epiléticos. Mais especificamente, vários estudos têm demonstrado que a ativação de recetores ionotrópicos e metabotrópicos do glutamato, bem como os receptores TrkB que ligam ao BDNF, contribuem para a epileptogénese.Resultados não publicados do nosso laboratório mostraram oscilações sincronizadas de [Ca2+]i em neurónios do hipocampo em cultura incubados num meio sem magnésio, que mimetiza a fase de status epilepticus in vitro. Estas alterações nos níveis de cálcio intracelular, são possivelmente concomitantes com bursts na atividade elétrica celular. Este estudo teve como objetivo caracterizar mais exaustivamente este modelo, utilizando whole-cell patch clamp, de forma a investigar a natureza e os mecanismos responsáveis por ataques epiléticos. Além disto, investigámos as alterações na sinalização pelo BDNF induzidas por status epilepticus. Observámos que APV e CNQX, que inibem os recetores de glutamato do tipo NMDA e não-NMDA, respetivamente, reduzem a frequência de disparos de potenciais de ação durante a fase de status epilepticus. Em consonância, verificou-se que os bursts rítmicos que procedem o status epilepticus foram suprimidos na presença de APV e CNQX. Observámos também alterações no tau ascendente e descendente dos potenciais de ação durante e após o status epilepticus, apesar dos resultados obtidos não serem estatisticamente significativos. Os resultados obtidos sugerem também que os recetores de glutamato podem influenciar a fase de hiperpolarização do potencial de ação sob condições que mimetizam status epilepticus, sendo que a contribuição dos recetores não-NMDA foi mais proeminente.Considerando o papel do BDNF no processo de epileptogénese, investigamos as alterações nos níveis de fosforilação dos recetores para a neurotrofina em neurónios do hipocampo incubados em condições que mimetizam in vitro as condições de status epilepticus. Observou-se um pequeno aumento da fosforilação do recetor TrkB, ainda que não significativo, durante a fase de status epilepticus. Curiosamente, este efeito não foi abolido por TrkB-Fc, uma proteína de fusão que liga BDNF livre impedindo a ativação do recetor TrkB pela neurotrofina. Estes resultados sugerem que pode haver outros mecanismos envolvidos na fosforilação dos recetores TrkB na ausência de BDNF durante a fase de status epilepticus.Futuramente, o modelo implementado neste trabalho pode contribuir para a compreensão dos mecanismos responsáveis pela atividade epilética. Este estudo pode também contribuir para o desenvolvimento de novas terapias para uma melhor atuação na fase de status epilepticus. |
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| Autores principais: | Correia, Bárbara Pinto |
| Assunto: | Estado de mal epilético Recetor TrkB BDNF Epilepsia Ataques Epiléticos Espontâneos Status Epilepticus TrkB Receptor BDNF Epilepsy Spontaneous Recurrent Seizures |
| Ano: | 2017 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade de Coimbra |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Estudo Geral - Universidade de Coimbra |
| Resumo: | A epilepsia é uma patologia crónica caracterizada por ataques epiléticos espontâneos. Esta patologia afeta aproximadamente 65 milhões de pessoas mundialmente. A hiperexcitabilidade é considerada um fator facilitador da génese/ propagação do ataque epilético. Em muitos dos pacientes epiléticos, é possível controlar as convulsões com medicamentos antiepiléticos convencionais que atuam como bloqueadores dos canais de sódio ou por aumento da função de GABA como neurotransmissor. No entanto, 30% dos doentes epiléticos tornam-se resistentes ao tratamento (farmacoresistência). Têm sido desenvolvidos vários modelos de epilepsia in vitro recorrendo a fatias do cérebro ou culturas neuronais, as quais permitem investigar os mecanismos responsáveis pelos ataques epiléticos. Mais especificamente, vários estudos têm demonstrado que a ativação de recetores ionotrópicos e metabotrópicos do glutamato, bem como os receptores TrkB que ligam ao BDNF, contribuem para a epileptogénese.Resultados não publicados do nosso laboratório mostraram oscilações sincronizadas de [Ca2+]i em neurónios do hipocampo em cultura incubados num meio sem magnésio, que mimetiza a fase de status epilepticus in vitro. Estas alterações nos níveis de cálcio intracelular, são possivelmente concomitantes com bursts na atividade elétrica celular. Este estudo teve como objetivo caracterizar mais exaustivamente este modelo, utilizando whole-cell patch clamp, de forma a investigar a natureza e os mecanismos responsáveis por ataques epiléticos. Além disto, investigámos as alterações na sinalização pelo BDNF induzidas por status epilepticus. Observámos que APV e CNQX, que inibem os recetores de glutamato do tipo NMDA e não-NMDA, respetivamente, reduzem a frequência de disparos de potenciais de ação durante a fase de status epilepticus. Em consonância, verificou-se que os bursts rítmicos que procedem o status epilepticus foram suprimidos na presença de APV e CNQX. Observámos também alterações no tau ascendente e descendente dos potenciais de ação durante e após o status epilepticus, apesar dos resultados obtidos não serem estatisticamente significativos. Os resultados obtidos sugerem também que os recetores de glutamato podem influenciar a fase de hiperpolarização do potencial de ação sob condições que mimetizam status epilepticus, sendo que a contribuição dos recetores não-NMDA foi mais proeminente.Considerando o papel do BDNF no processo de epileptogénese, investigamos as alterações nos níveis de fosforilação dos recetores para a neurotrofina em neurónios do hipocampo incubados em condições que mimetizam in vitro as condições de status epilepticus. Observou-se um pequeno aumento da fosforilação do recetor TrkB, ainda que não significativo, durante a fase de status epilepticus. Curiosamente, este efeito não foi abolido por TrkB-Fc, uma proteína de fusão que liga BDNF livre impedindo a ativação do recetor TrkB pela neurotrofina. Estes resultados sugerem que pode haver outros mecanismos envolvidos na fosforilação dos recetores TrkB na ausência de BDNF durante a fase de status epilepticus.Futuramente, o modelo implementado neste trabalho pode contribuir para a compreensão dos mecanismos responsáveis pela atividade epilética. Este estudo pode também contribuir para o desenvolvimento de novas terapias para uma melhor atuação na fase de status epilepticus. |
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