Estudo eletrofisiológico comparativo de neurônios hipocampais de pacientes com epilepsia do lobo temporal (ELT) e ratos com epilepsia crônica no modelo do 0-Mg2+

Abstract

A epilepsia é considerada como a ocorrência de paroxismos transitórios de descargas elétricas neuronais encefálicas incontroláveis, que podem ser causadas por uma grande variedade de fatores, e que resultam em crises epilépticas. Cerca de 10-20% dos pacientes tem suas crises inadequadamente tratadas apresentando resistência à terapia medicamentosa. Dentre as epilepsias refratárias ao tratamento clínico, aquelas com crises parciais complexas com origem no lobo temporal (ELT) são as mais freqüentes. Com o objetivo de compreender as bases celulares que envolvem as ELTs buscamos através desse estudo comparar as caracteristicas eletrofisiológicas de neurônios hipocampais de CAI em três grupos distintos: ratos normais e epilépticos induzidos pela pilocarpina e células hipocampais de tecido humano obtido de procedimento cirúrgico para epilepsia. Através dessa análise buscamos estabelecer os padrões de resposta (propriedades passivas e disparo) por grupo e compará-los entre si. Foram obtidas fatias de hipocampo (500 μm) que foram mantidos in vitro para registros intra e extracelulares. Como meio indutor da atividade epileptiforme utilizamos a perfusão do tecido com Ringer sem magnésio. O estudo eletrofisiológico antes, durante e depois da perfusão em Ringer sem magnésio, nos diferentes grupos evidenciou que o grupo dos ratos normais e epilépticos apresentaram alterações em algumas propriedades neuronais intrínsecas (potencial de membrana, resistência de entrada e corrente injetada para o primeiro potencial de ação.) e todos os neurônios responderam com disparos à perfusão com o Ringer 0-Mg2+. Ao contrário, as células hipocampais humanas, não mostraram diferenças eletrofisiológicas nas suas propriedades; 25 % dos neurônios hipocampais humanos não apresentaram hiperexcítabilidade à perfusão com Ringer sem magnésio. A análise entre os grupos demonstrou que as propriedades intrínsecas passivas são similares entre os neurônios hipocampais de CA1 de ratos e do tecido humano. A classificação das células estudadas segundo suas características eletrofisiológicas e padrão de acomodação permitem identificar 17 padrões de respostas nos grupos estudados, sendo a maior diversidade encontrada no tecido hipocampal humano. Nossos achados validam a utilização de neurônios hipocampais de CA1 de ratos como grupo controle para estudos com tecido hipocampal humano, no modelo do meio de perfusão livre de magnésio. Também sugere que dependendo do modelo de epilepsia induzida utilizado há preponderância de mecanismos neuronais ("neurônio epiléptico") ou de circuito neuronal ("agregado neuronal") na epileptogênese.

Epilepsy is considered the occurrence of transitory paroxysms of uncontrolled neuronal electrical discharges, which can be caused by a great diversity of factors, and that results in epileptic seizures. About 10-20% of patients have medically refractary epileptic seizures. Among the medically refratory epilepsies, those with complex partial seizures from the temporal lobe (TLE) are the most frequent. ln order to understand the cellular basis of the TLEs we aim in this study to compare the electrophysiological caracteristics of CAI neurons of three distinct groups: normal rats, rats with epilepsy induced by pilocarpine and human hippocampal tissue obteined from epileptic patients underwent to surgical treatment of temporal lobe epilepsy. Through this analysis we try to describe the passive and firing properties for each group and to compare them. The 500μm hippocampal slices were mantained in vitro for intra and extracellular recordings. The ictal and interictal epileptic activity were induced with Magnesium-free medium. The electrophysiological analysis before, during and after perfusions with Magnesiun-free Ringer solution came to show us that both normal (control) and epileptic rats present different intrinsic neuronal properties (input resistence, membrane potential, excitability) but the neurons respond with firing when perfused with Magnesium-free Ringer solution. However in the human hippocampal neurons it was not detected changes in their electrophysiological properties; also, 25% of the human hippocampal neurones did not show hyperexcitability when perfused with Magnesium-free Ringer solution. The analysis among the groups demonstrates that many properties are similar among human and rats CA1 neurons. We classified the recorded neurons according to their electrophysiological and accommodation patterns. So, it was possible to identify 17 differents electrophysiological patterns; however the greatest diversity was found in the human hippocampal CA1 neurons. Our results suggest that rats CA1 hippocampal neurons are valid as control group during experimental studies with human hippocampal tissue. Also we cam speculate that the hypotesys of "epileptic neurons" or "neuronal agregatte" to explain the pathogenesis of the epileptic activity it is dependent of the experimental epileptic model used.