Mis à jour le 1 novembre 2017

Une protéine transporteuse d’ions mise en cause dans l'épilepsie

  • L’épilepsie est une pathologie fréquente dont les formes sévères peuvent parfois résister aux traitements médicamenteux.

  • Les chercheurs souhaitent mieux comprendre la maladie et découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques afin de développer de nouveaux médicaments.

  • Ils ont mis en évidence l’impact et les effets d’une protéine, KCC2, qui serait impliquée dans les épilepsies du lobe temporal.

Cette découverte a été réalisée par Anatoly Buchin en thèse dans le Groupe de Neurosciences Theoriques dirigé par Boris Gutkin à l’Ecole Normale Supérieure à Paris en collaboration avec Richard Miles à l’Institut du Cerveau et de la Moelle Epinière.

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Financement accordé à Anatoly Buchin pour la réalisation de sa dernière année de thèse.

L’épilepsie en bref

L'épilepsie est une maladie importante qui concerne 50 millions de personnes dans le monde entier, et 500 000 personnes en France. La pathologie peut apparaître à tout âge, mais, dans 75% des cas, elle débute avant 18 ans.

L’épilepsie résulte d’une activité neuronale anormale dans certaines régions du cerveau, ce qui déclenche des « crises », des décharges électriques synchrones. S’en suit alors des symptômes divers selon la zone cérébrale en cause comme des convulsions, des contractions musculaires anormales, des absences, une perte de connaissance…

La répétition de ces crises dans le temps en fait une pathologie parfois sévère qui impacte fortement la vie quotidienne des patients.

Les limites des traitements

Les limites des traitements

Le traitement de l’épilepsie est aujourd’hui bien établi. Il passe avant tout par des thérapies médicamenteuses, les antiépileptiques, qui visent à réduire la fréquence des crises mais également à diminuer leur sévérité. Malheureusement, on estime aujourd’hui qu’environ 30% des patients ne répondent pas à ces thérapeutiques. De plus, ces médicaments sont pourvoyeurs d’effets secondaires qui peuvent pénaliser le patient. Cela explique l’intérêt des chercheurs dans l’étude des mécanismes impliqués dans la maladie, en vue de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques. Anatoly Buchin a obtenu des résultats intéressants au cours de son exploration des phénomènes cellulaires en cause dans l’épilepsie.

Une protéine qui dysfonctionne

Le chercheur s’est basé sur des données issues de précédents travaux menés sur l’épilepsie du lobe temporal cérébral, une forme très fréquente de la pathologie. Elles montraient que cette forme de la maladie était associée à un dysfonctionnement de certaines protéines, les protéines KCC2, dans des neurones appelés cellules « pyramidales » situées dans une structure cérébrale clé dans la genèse des crises d’épilepsie, le subiculum. Or, KCC2 participe à la régulation du transport d’ions, plus particulièrement les ions « chlorure », au travers de la paroi des cellules. Un élément important car l’activité électrique des neurones est liée à un passage d’ions aux travers de la paroi cellulaire. Le chercheur a donc voulu explorer les effets de dysfonctionnements de KCC2 dans le subiculum.

Une étude avec un modèle mathématique avancé

Une étude avec un modèle mathématique avancé

Pour explorer ce point, le chercheur a utilisé un modèle mathématique qui permet de reproduire avec une grande fidélité le comportement des réseaux des cellules pyramidales du subiculum. Il a ensuite simulé une perte de KCC2 au sein de ces réseaux neuronaux. Résultat :l’activité électrique était anormale dans les réseaux des cellules pyramidales, ce en lien avec la dérégulation du passage des ions chlorure au travers de la paroi des cellules.

Les relations entre épilepsie et dysfonctionnements de KCC2 sont donc confirmées dans ce modèle mathématique : cela suggère qu’une thérapie visant à restaurer les fonctions normales de la protéine dans les cellules pyramidales pourraient constituer une approche intéressante dans le traitement de la maladie.

Source : Buchin A et al. Reduced Efficacy of the KCC2 Cotransporter Promotes Epileptic Oscillations in a Subiculum Network Model. Journal of Neuroscience 2016 ; 36 : 11619-1163.

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