Les crises d’épilepsie se déclinent en plusieurs variétés. La plupart sont familiers avec les crises tonico-cloniques, qui sont caractérisées par de grandes convulsions. Cependant, plusieurs types d’épilepsie infantile se caractérisent par des crises d’absence, au cours desquelles les enfants présentent une activité cérébrale erratique généralisée qui les laisse inconscients pendant un certain nombre de secondes, mais sans aucune convulsion. Les crises d’absence sont associées à des décharges d’ondes de pointes (DOP) – une activité cérébrale irrégulière qui peut être enregistrée sur des électrocorticogrammes. Bien que certains médicaments soient disponibles, une compréhension plus claire de la façon dont ces types de crises commencent dans le cerveau permettra de développer de meilleures thérapies.
Parce que les enfants atteints de ces types d’épilepsie ont souvent des mutations dans les gènes STXBP1 ou SCN2A, les scientifiques ont créé des modèles de souris de ces épilepsies infantiles en mutant ces gènes. Pour les deux gènes, l’équipe du RIKEN CBS a créé des souris avec un gène normal et un gène muté – une condition appelée haplodéficience, qui est différente d’un knock-out complet. Après avoir établi que leurs souris présentaient des crises d’absence, comme en témoignent les SWD sur le cortex somatosensoriel, ils ont réalisé une série d’expériences pour déterminer comment elles étaient déclenchées.
Les SWD peuvent être bloqués par des médicaments qui empêchent les neurones de s’exciter mutuellement. Les scientifiques ont injecté un inhibiteur neuronal dans plusieurs régions du cerveau dans l’espoir de trouver celles qui étaient liées aux crises. Ils ont trouvé trois régions : le cortex somatosensoriel, le thalamus et une partie du striatum située sous le cortex. Bien que beaucoup aient pensé que le thalamus et le cortex somatosensoriel étaient les sources principales des crises d’absence, des expériences supplémentaires ont montré que la région critique pour le déclenchement des crises se trouvait en fait dans le striatum.
Après avoir constaté que l’injection d’un médicament excitant les neurones uniquement dans la région striatale des souris modèles induisait de manière fiable des SWD, ils ont créé des souris avec des mutations limitées aux seuls neurones du cortex somatosensoriel qui étaient connectés au striatum. Ces souris présentaient les mêmes SWD, ce qui signifie que les crises d’absence étaient déclenchées par des signaux défectueux arrivant dans le striatum. Une expérience supplémentaire a montré que le problème provenait du fait que la transmission spécifique aux interneurones à stimulation rapide dans le striatum était trop faible.
Ces résultats étaient quelque peu inattendus. Comme l’explique Yamakawa, « bien que le circuit cortico-thalamique ait longtemps été considéré comme la source causale unique et exclusive de l’épilepsie d’absence, nous avons montré qu’elle est en fait déclenchée par une transmission excitatrice cortico-striatale altérée. Cela pourrait constituer un changement de paradigme pour la recherche sur l’épilepsie. »
Comme un traitement efficace de l’épilepsie dépend de la compréhension des mécanismes exacts par lesquels les crises sont générées, ces résultats guideront le développement de médicaments dans de nouvelles directions qui pourraient s’avérer plus efficaces que les traitements actuels.