Troubles du développement cortical et épilepsie: du gène à la pathologie. – CDD RAT

RESUME PROJET – Contexte scientifique et objectifs
Les anomalies de la migration neuronale corticale, notamment la lissencéphalie et l'Hétérotopie Nodulaire Périventriculaire (HNP) sont associées à un retard mental et à une épilepsie (40% des épilepsies pharmaco-résistantes chez l'enfant). Certaines composantes génétiques ont été identifiées: LIS1 (17p13.3), DCX (Xq22.3) et ARX (Xq22) sont à l'origine de 70% des lissencéphalies; FLNA (Xq28) et ARFGEF2 (20q13) sont associées à une HNP. Des études récentes suggèrent l'existence de loci supplémentaires associées à ces malformations. Nous avons ainsi identifié un nouveau locus sur le chromosome 5 associé à une forme d'HNP.
Les mécanismes physiopathologiques à l'origine de l'épilepsie restent aussi méconnus; s'agit d'un caractère propre à la malformation ? ou d'une réorganisation diffuse des réseaux corticaux ?.
Les objectifs de notre projet sont:
- d'identifier de nouveaux déterminants géniques
- d'étudier les liens physiopathologiques entres anomalies de la migration et épilepsie.RESUME PROJET – Description
Pour réaliser notre étude nous développons par injection in utero d'ARN double brin (siRNA), des modèles animaux de certaines anomalies de la migration neuronale notamment celles liées aux gènes LIS1, DCX ou ARX. Cette approche a récemment reproduit chez le rat un modèle de « double cortex » grâce à l'inactivation par RNAi du gène DCX (Bai et al. 2003). Le modèle DCX est déjà opérationnel dans notre laboratoire grâce à une collaboration avec ce groupe (Dr LoTurco, USA)

Des études cliniques et moléculaires, nous ont permis d'identifier chez 3 patients la présence d'une délétion 5q14.3-q15 associée à une HNP atypique (localisation temporale). Cette observation suggère l'existence d'un nouveau locus d'HNP. Afin d'identifier le(s) gène(s) impliqué(s) dans cette pathologie nous envisageons, d'une part, d'inactiver in vivo par siRNA les gènes candidats situés dans la région critique que nous avons défini. D'autre part, nous rechercherons des mutations dans ce(s) gène(s) impliqués chez des cas sporadiques présentant un phénotype cérébral similaire. Ces approches nous permettront d'élaborer des outils diagnostiques et de disposer d'un modèle animal pertinent.

Les modèles animaux ainsi développées seront ensuite analysés à l'aide des outils morphologiques (microscope photonique, culture cellulaire) et physiologiques par des méthodes d'enregistrements (patch clamp) et d'imagerie fonctionnelle (biphoton), couramment utilisés et maîtrisés au sein de l'INMED. Ces études devront permettre d'identifier les propriétés physiologiques des cellules hétérotopiques, d'identifier les possibles générateurs des altérations épileptiques et d'approcher les mécanismes de propagation des crises dans les cerveaux dysplasiques.

Ces études sont d'autant plus justifiées par la difficulté d'accéder au matériel humain nécessaire à une étude fonctionnelle. Ils permettront également d'évaluer des alternatives thérapeutiques pour ces pathologies.
RESUME PROJET – Resultats attendus
La création des modèles animaux de lissencephalie (LIS1, DCX et ARX) et d'héterotopie nodulaire devrait permettre d'approcher les mécanismes physiopathologiques de l'épilepsie chez ces patients. Nous espérons élucider si :

i) le défaut de migration est épileptogène ou si l'épilepsie résulte d'une interaction avec le tissu sain.
ii) l'implication dans l'épileptogenicité des propriétés intrinsèques neuronales ou de l'activité synaptique (glutamatergique et GABAergique).
iii) identifier à l'aide de la microscopie biphotonique la présence des éventuels générateurs de crises d'épilepsie.
iv) tester des drogues antiépileptiques candidates.

L'utilisation de la technique de siRNA in vivo et/ou la recherche de mutations chez des cas sporadiques, devrait nous permettre d'identifier le ou les gène(s) situé(s) dans la région critique 5q14.3-15 à l'origine de l'hétérotopie nodulaire temporale.