Estudo in vitro das oscilações da formação hipocampal e o envolvimento do sistema gabaérgico em epilepsia

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Marafiga, Joseane Righes
• Orientador(a): Calcagnotto, Maria Elisa
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Epilepsia; Pilocarpina; Neurônios GABAérgicos; Eletroencefalografia; Ondas encefálicas; Hipocampo
• Palavras-chave em Inglês: Epilepsy; Brain oscillations; Hippocampus; Extracellular recordings; GABAergic system
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/233576

As epilepsias afetam aproximadamente 65 milhões de pessoas mundialmente, e representam um grupo de doenças com etiologias, padrões de eletroencefalograma (EEG) e comorbidades heterogêneas. A epilepsia do lobo temporal (ELT) é a forma mais comum de epilepsia focal em adultos, refratária aos tratamentos disponíveis. As características estruturais da ELT envolvem alterações morfofuncionais do hipocampo, como a esclerose hipocampal, reorganização sináptica dos microcircuitos neuronais, prejuízo no funcionamento do sistema GABAérgico, na conectividade neuronal e mudanças nos padrões oscilatórios. A caracterização de padrões oscilatórios, por meio de registros de potencial de campo local in vitro, pode contribuir para descobertas que são significativamente úteis para o entendimento da rede hipocampal anormal durante a epileptogênese. A avaliação destes padrões pode ser útil para identificar biomarcadores de processos neuropatológicos em andamento em doenças do sistema nervoso central (SNC), como a epilepsia, e particularmente a ELT com comprometimento da formação hipocampal, que possui uma organização peculiar da rede neuronal. Neste trabalho, caracterizamos a atividade oscilatória in vitro e sua sincronia na formação hipocampal de ratos Wistar epilépticos adultos, em dois estágios da epileptogênese, 30 e 60 dias após o Status Epilepticus (SE) induzido pela pilocarpina. Registros extracelulares foram realizados em pares nas regiões córtex entorrinal (CE)-giro dentado (GD), GD-CA3, CA3-CA1 e CE-CA1 de fatias contendo a formação hipocampal de animais epilépticos (n=19) e de animais controle pareados por idade (n=20). Os registros foram realizados durante hiperexcitabilidade induzida por 4-aminopiridina (4-AP) no líquido de perfusão e durante a atividade espontânea da rede, sem 4-AP. Inicialmente, avaliamos a geração de eventos ictais e interictais induzidos por 4-AP em fatias de animais epilépticos e controle pareados por idade. Em seguida, foram selecionados trechos de 5s no intervalo de eventos epileptiformes interictais nos intervalos dos eventos interictais, e trechos de 5s de atividade espontânea da rede (sem atividade epileptiforme), afim de quantificar a densidade espectral de potência (PSD) (nepoch = 30-50) e coerência de fase (nepoch= 20-25) das oscilações registradas. Foi possível demonstrar que aos 30 dias após SE, a região CA1 das fatias de animais epilépticos, perfundidas com 4-AP, obtiveram maior ictogênese e maior potência das oscilações gama em CE, CA1 e CA3 e das oscilações de alta frequência (HFOs) em CA3. A coerência de fase foi maior em gama médio entre CA1-CA3 e CE-CA1 e em HFOs entre CE-CA1 neste período nos animais epilépticos. Aos 60 dias após SE, observamos um aumento da ictogênese em CE e GD; maior potência das oscilações gama em CA1, CA3 e GD, e de HFOs em CE, CA3 e GD; e maior coerência de fase em HFOs entre CA1-CA3. Durante a atividade espontânea da rede, sem 4-AP, aos 30 dias após SE, as fatias de animais epilépticos também apresentaram maior potência das oscilações gama em todas as regiões registradas, e de HFOs no CE. Aos 60 dias após SE, as regiões do CE, CA3 e DG de fatias de animais epilépticos apresentaram maior potência das oscilações gama, maior potência de HFOs no GD; e maior coerência de fase em fast ripples entre GD-CA3, quando comparado ao grupo controle. Os resultados acima mostram alterações específicas nos padrões oscilatórios de acordo com o período da epileptogênese e de acordo com a região da formação hipocampal. Além disso, esses resultados ressaltam o papel crucial das oscilações gama e HFOs em processos patológicos em andamento durante reorganização da rede neuronal, cruciais para o estabelecimento da epilepsia e também para a manutenção recorrente da hiperexcitabilidade da rede. A alteração dos padrões oscilatórios e da sincronia da rede hipocampal podem refletir 6 o funcionamento dinâmico do sistema GABAérgico inibitório durante o desenvolvimento da ELT. De fato, os interneurônios GABAérgicos coordenam dinamicamente a atividade das redes hipocampais, sendo de fundamental importância para a geração da atividade oscilatória, contribuindo para epileptogênese e ictogênese, demonstrando sua função no controle e na geração das crises epilépticas que vai além da inibição convencional.