Ripples e fast ripples na epileptogênese: caracterização das oscilações de alta frequência após o estado epiléptico - Rocha, Antonio Jhones Lima da (2021)
Oscilações de alta frequência (HFOs) são oscilações espontâneas (80-500 Hz), transientes e rápidas (20- 100 ms) observadas em estruturas corticais de mamíferos. Registradas principalmente durante o sono de ondas lentas (SWS) e a vigília relaxada, HFOs fisiológicas (ripples, entre 80 e 200 Hz) participam da percepção sensorial e da consolidação de memórias. Paralelamente, HFOs patológicas (acima de 200 Hz) ocorrem em regiões cerebrais envolvidas na gênese de crises em indivíduos com epilepsia. No presente trabalho, nós usamos registros eletrofisiológicos e um modelo animal de status epilepticus (SE) para estudar a expressão de HFOs associadas à epileptogênese em camundongos. Os animais foram implantados com eletrodos profundos, bilaterais, no hipocampo e córtex retrosplenial. Implantamos ainda uma cânula-guia no hipocampo dorsal direito para administração local de pilocarpina. Após o registro eletrofisiológico do ciclo sono-vigília (período basal; mínimo 2 dias, 5 h/dia), os animais receberam uma dose única, intrahipocampal, de pilocarpina (560 µg/sítio em 800 nL) para a indução do SE durante registro vídeo-eletrofisiológico. Após o SE, os animais foram registrados em quatro momentos do tempo: um dia após o SE (SE+1), dois dias após o SE (SE+2), entre 7-14 dias após o SE (SE+7) e entre 15-30 dias após o SE (SE+30). Os registros foram processados para identificar ripples e HFOs patológicas em janelas de sono de ondas lentas e das duas horas iniciais do SE, respectivamente. Nós identificamos 1.689 ripples, detectados em 6 animais. Observamos que a taxa dos ripples diminuiu após o SE (F[4,20]=4.34, p=0.01; ANOVA), assim como a frequência de oscilação dos ripples (F[4,20]=5.39, p=0.003; ANOVA). Não identificamos diferenças estatísticas quanto a potência e a duração dos ripples após o SE. Interessantemente, observamos uma correlação significativa entre a redução da frequência dos ripples e a severidade do SE (SE+2, R=-0.82, p=0.05; Spearman), assim como entre a taxa dos ripples e a severidade do SE (SE+2, R=-0.94, p=0.01; Spearman). Quanto aos eventos patológicos, não identificamos uma única oscilação acima de 200 Hz no período basal. Curiosamente, HFOs patológicas foram detectadas a partir dos primeiros segundos da primeira crise do SE, em todos os animais registrados (N=6). Eventos similares foram detectados no dia SE+1 em dois animais. Na maioria dos casos, as HFOs patológicas ocorreram acopladas com espículas ictais de alta amplitude. As HFOs patológicas apresentaram frequência de oscilação (t(38)=-8.8, p< 0.001;), potência (t(38)=-15.5, p< 0.001) e duração (t(38)=-4.6, p< 0.001, testes t de Welch) maiores quando comparadas com os ripples. Até onde sabemos, este trabalho é o primeiro estudo a descrever extensivamente a evolução do perfil eletrofisiológico dos ripples durante a epileptogênese. Nossos resultados mostram que as alterações vistas nos ripples são parcialmente explicadas pela severidade do SE. Também mostramos que HFOs patológicas ocorrem segundos após o início o SE, sugerindo que essas oscilações não necessitam de reorganização estrutural para sua expressão. Nossa hipótese é que HFOs patológicas resultem da despolarização sustentada de uma população neuronal cuja inibição recorrente (feedback) está funcional, contribuindo com disparos de potenciais de ação sincronizados em uma população neuronal. Em conjunto, observamos que tanto ripples quanto HFOs patológicas apresentam dinâmicas distintas, durante e após o SE, que podem auxiliar na compreensão da evolução temporal da epilepsia.