Activité oscillatoire gamma in vitro: un système modèle pour évaluer les mécanismes physiopathologiques de la comorbidité entre l'autisme et l'épilepsie

Aperçu: G.M.

Le " trouble du spectre de l'autisme" (TSA) et l'épilepsie du lobe temporal présentent une comorbidité remarquable, mais pour des raisons qui ne sont pas clairement comprises. Pour révéler un mécanisme physiopathologique commun, les chercheurs décrivent et caractérisent ici une activité épileptiforme in vitro dans l'hippocampe de rat qui présente des caractéristiques communes avec l'activité in vivo dans les modèles TSA de rongeurs.  

Ils ont découvert le développement de cette activité dans la région CA1 des coupes horizontales après une activité épileptiforme prolongée de type intercritique dans la région CA3 provoquée par une incubation dans du liquide céphalorachidien artificiel à haute teneur en potassium.  

Les sursauts épileptiformes CA1 étaient insensibles aux bloqueurs de la transmission glutamatergique, et étaient portés par les récepteurs synaptiques et extrasynaptiques, activés par l'acide gamma-aminobutyrique de type A (GABA (A)).

Les salves ressemblent à l'activité gamma-oscillatoire in vivo trouvée dans les modèles de rat TSA en ce qui concerne leur spectre de fréquence gamma, leur origine (dans le CA1) et leur sensibilité aux bloqueurs de pompes à cations cationiques (NKCC1 et KCC2), ainsi quant à l'ocytocine. 

Considérer cette activité explosive comme un modèle in vitro pour étudier la comorbidité entre l'épilepsie et les TSA peut aider à démêler les interactions complexes qui sous-tendent la comorbidité entre les deux troubles et suggère que la transmission gynécologique tonique extrasynaptique pourrait représenter une cible potentielle pour les TSA.

Transl Psychiatry. 2018 Jan 10;8(1):16. doi: 10.1038/s41398-017-0065-7.

Gamma oscillatory activity in vitro: a model system to assess pathophysiological mechanisms of comorbidity between autism and epilepsy

Subramanian D¹, Pralong E², Daniel RT², Chacko AG¹, Stoop R³, Babu KS¹.

Author information

1

Department of Neurological Sciences, Christian Medical College, Vellore, India.

2

Department of Clinical Neurosciences, Lausanne University Hospital, Lausanne, Switzerland.

3

Department of Psychiatry, Center for Psychiatric Neuroscience, Lausanne University Hospital, Lausanne, Switzerland. rstoop@unil.ch.

Abstract

Autism spectrum disorder (ASD) and temporal lobe epilepsy exhibit remarkable comorbidity, but for reasons not clearly understood. To reveal a common pathophysiological mechanism, we here describe and characterize an in vitro epileptiform activity in the rat hippocampus that exhibits common features with in vivo activity in rodent ASD models. We discovered the development of this activity in the CA1 region of horizontal slices after prolonged interictal-like epileptiform activity in the CA3 region that was provoked by incubation in high potassium artificial cerebrospinal fluid. The CA1 epileptiform bursts were insensitive to blockers of glutamatergic transmission, and were carried by synaptic as well as extrasynaptic, tonically activated gamma-aminobutyric acid type A (GABA(A)) receptors. The bursts bear resemblance to in vivo gamma-oscillatory activity found in rat ASD models with respect to their gamma frequency spectrum, their origin (in the CA1), and their sensitivity to blockers of cation-chloride pumps (NKCC1 and KCC2), as well as to oxytocin. Considering this bursting activity as an in vitro model for studying comorbidity between epilepsy and ASD may help to disentangle the intricate interactions that underlie the comorbidity between both diseases and suggests that extrasynaptic tonic GABAergic transmission could represent a potential target for ASD.

PMID:29317612

DOI:10.1038/s41398-017-0065-7