Hippocampe et épilepsie : données issues des tissus humains

International audienceSurgical removal of the epileptogenic zone provides an effective therapy for several focal epileptic syndromes. This surgery offers the opportunity to study pathological activity in living human tissue for pharmacoresistant partial epilepsy syndromes including temporal lobe epilepsies with hippocampal sclerosis, cortical dysplasias, epilepsies associated with tumors and developmental malformations. Slices of tissue from patients with these syndromes retain functional neuronal networks and may generate epileptic activities. The properties of cells in this tissue may not be greatly changed, but excitatory synaptic transmission is often enhanced and GABAergic inhibition is preserved. Typically epileptic activity is not generated spontaneously by the neocortex, whether dysplastic or not, but can be induced by convulsants. The initiation of ictal discharges in the neocortex depends on both GABAergic signaling and increased extracellular potassium. In contrast, a spontaneous interictal-like activity is generated by tissues from patients with temporal lobe epilepsies associated with hippocampal sclerosis. This activity is initiated, not in the hippocampus but in the subiculum, an output region, which projects to the entorhinal cortex. Interictal events seem to be triggered by GABAergic cells, which paradoxically excite about 20% of subicular pyramidal cells while simultaneously inhibiting the majority. Interictal discharges thus depend on both GABAergic and glutamatergic signaling. The depolarizing effects of GABA depend on a pathological elevation in levels of chloride in some subicular cells, similar to those of developmentally immature cells. Such defect is caused by a perturbed expression of the cotransporters regulating intracellular chloride concentration, the importer NKCC1 and the extruder KCC2. Blockade of NKCC1 actions by the diuretic bumetanide restores intracellular chloride and thus hyperpolarizing GABAergic actions and consequently suppressing interictal activity.La résection chirurgicale de la zone épileptogène est la procédure thérapeutique de choix de multiples épilepsies focales. Elle permet d’étudier les activités pathologiques dans du tissu humain maintenu en vie in vitro pour divers syndromes épileptiques pharmacorésistantes dont les épilepsies temporales avec sclérose hippocampique, dysplasies corticales, autres malformations développementales ou tumeurs. In vitro, dans des tranches de tissu issues de pièces opératoires, le réseau épileptique est conservé et des activités épileptiques sont produites. À l’échelle neuronale, les propriétés intrinsèques semblent peu modifiées, certaines composantes synaptiques excitatrices glutamatergiques apparaissent renforcées et l’inhibition GABAergique est maintenue. Dans le néocortex, qu’il soit dysplasique ou non, une activité synchrone épileptiforme n’est généralement pas enregistrée spontanément mais doit être induite pharmacologiquement. L’initiation des décharges ictales implique alors la signalisation GABAergique et une augmentation de la concentration extracellulaire en potassium. Au sein de tissus provenant de patients souffrant d’épilepsies mésio-temporales associées à une sclérose hippocampique, une activité épileptiforme est recueillie spontanément. Il s’agit de bouffées interictales générées non pas dans l’hippocampe mais dans le subiculum, sa région de sortie interfacée avec le cortex entorhinal. Cette activité est initiée par la décharge d’interneurones qui excitent paradoxalement par le GABA libéré environ 1/5 des cellules pyramidales, hyperpolarisant les autres. Les décharges sont donc sous-tendues tant par la signalisation GABAergique que glutamatergique. L’origine des réponses dépolarisantes au GABA est une perturbation de l’homéostasie du chlore, secondaire à une modification de l’expression des co-transporteurs régulant sa concentration intracellulaire, NKCC1 et KCC2, évoquant un retour à un phénotype neuronal immature. La restauration d’une concentration normale en chlore en bloquant NKCC1 par le diurétique bumétanide permet ainsi de supprimer les activités interictales