Des chercheurs de l’Université du Michigan ont développé un modèle pour étudier un type d’épilepsie familiale, ouvrant ainsi la porte à la compréhension – et éventuellement au ciblage – des mécanismes qui conduisent à ce trouble et aux décès qui y sont associés.
La recherche, publiée dans la revue Annals of Neurology, a déjà révélé des informations importantes sur les interactions entre la respiration, la fréquence cardiaque et l’activité cérébrale lors de crises mortelles.
Les mutations d’un gène appelé DEPDC5 sont une cause fréquente d’épilepsie focale familiale et augmentent le risque de mort subite et inattendue due à l’épilepsie (SUDEP), une conséquence dévastatrice de l’épilepsie qui arrive au deuxième rang après les accidents vasculaires cérébraux en termes d’années de vie potentielles perdues en raison de maladies neurologiques. Mais les scientifiques ont été incapables de déterminer les processus sous-jacents qui conduisent au SUDEP dans l’épilepsie liée à DEPDC5.
« Sans une compréhension claire des mécanismes précis qui pilotent le SUDEP, il est extrêmement difficile de prédire son apparition chez les patients », a déclaré Yu Wang, professeur agrégé de neurologie à la faculté de médecine de l’UM qui travaille également avec des patients épileptiques à la Michigan Medicine. « Disposer d’un modèle précis que nous pouvons étudier au niveau moléculaire est essentiel pour comprendre la physiopathologie complexe de cette maladie et identifier des cibles thérapeutiques. »
Les organismes modèles constituent un outil important pour mieux comprendre la santé humaine et les maladies, ce qui a des implications significatives pour le traitement des patients. En comprenant comment une mutation génétique modifie les activités au sein des cellules, ou même les communications entre divers systèmes du corps, les chercheurs peuvent découvrir des protéines spécifiques à cibler avec des traitements, par exemple. À ce jour, cependant, le domaine manquait d’un modèle animal précis de l’épilepsie liée à DEPDC5.
Maintenant, une équipe dirigée par Wang et Peng Li, neuroscientifique à l’UM, a récapitulé avec précision un modèle d’épilepsie liée à DEPDC5 dans un organisme modèle mammifère, permettant aux chercheurs de mieux comprendre ce qui se passe chez les patients atteints d’épilepsie liée à DEPDC5 et ce qui conduit à leur risque accru. de la SUDEP.
Ce modèle génétique nous offre un moyen de vérifier davantage la cause des changements physiques qui se produisent avant le SUDEP et la cause de l’épilepsie. Cela nous aidera à vraiment nous concentrer sur les types de cellules touchés, puis à déterminer – et finalement à cibler – les voies moléculaires à l’origine de ces changements.
Peng Li, membre du corps professoral de l’UM Life Sciences Institute et professeur adjoint de physiologie moléculaire et intégrative à la faculté de médecine de l’UM
Avec le modèle, l’équipe a identifié une tendance unique dans les crises mortelles liées à DEPDC5.
Ça commence par la respiration
Une fois qu’ils ont déterminé que les animaux récapitulaient fidèlement les caractéristiques trouvées chez les humains atteints d’épilepsie liée au DEPDC5, notamment le type et la fréquence des crises et l’âge approximatif auquel le SUDEP survient en moyenne, les chercheurs ont commencé à enregistrer des données sur leurs schémas respiratoires, leur fonction cardiaque. et l’activité neuronale. Leur objectif était de recueillir des informations de base sur la santé des animaux, ainsi que d’observer comment ces fonctions changent lors de crises naturelles.
Dans les cas de crises mortelles, la fréquence respiratoire des animaux augmentait considérablement, avant même les modifications de la fréquence cardiaque ou de l’activité électrique du cerveau, pour ensuite s’arrêter complètement. Une fois les crises terminées, le rythme cardiaque a repris, mais la respiration s’est complètement arrêtée et n’a jamais récupéré, entraînant un manque mortel d’oxygène.
Les chercheurs ont également constaté des irrégularités respiratoires lors de crises non mortelles, et même dans la fréquence respiratoire de base des animaux. L’équipe pense que ces résultats indiquent un défaut dans le circuit de contrôle respiratoire du cerveau qui rend les animaux plus vulnérables lors des crises, ce qui pourrait contribuer à l’augmentation du taux de SUDEP dans l’épilepsie liée à DEPDC5.
« Il semble que la respiration soit la première fonction physiologique affectée par l’épilepsie, avant même que nous puissions détecter des changements dans l’activité électrique du cerveau », a déclaré Li, qui est également professeur adjoint de sciences biologiques et des matériaux à l’École de médecine dentaire de l’UM. « Ces résultats suggèrent à la fois un traitement potentiel – ventiler les animaux pendant un épisode d’épilepsie pour sauver la respiration – et un biomarqueur potentiel pour prédire le risque que les patients épileptiques puissent développer une SUDEP. »
Jack Parent, codirecteur du Michigan Medicine Comprehensive Epilepsy Center et l’un des co-auteurs de l’étude, a déclaré que le SUDEP est la complication de l’épilepsie la plus redoutée par les patients et leurs familles.
« Ce travail leur donne l’espoir que le domaine de la recherche sur l’épilepsie progresse vers la compréhension des mécanismes SUDEP, l’identification de biomarqueurs potentiels pour les personnes à risque et la conception d’interventions pour prévenir ces événements catastrophiques », a-t-il déclaré.
