Le microARN est prometteur pour le traitement de l’épilepsie

Dans une étude récente publiée dans le PNAS Journal, un groupe de chercheurs a étudié le rôle de l’acide microribonucléique (miARN) miR-335-5p en tant que cible thérapeutique potentielle pour l’épilepsie en régulant l’excitabilité neuronale par la modulation des canaux sodiques voltage-dépendants (VGSC).

Étude: Le microARN-335-5p supprime l’expression du canal sodique voltage-dépendant et peut être une cible pour le contrôle des crises. Crédit d’image : SewCreamStudio/Shutterstock.com

Arrière-plan

L’épilepsie touche des millions de personnes dans le monde, et les médicaments anticonvulsivants (ASM) actuels ciblent les VGSC. Cependant, certaines formes d’épilepsie, comme le syndrome de Dravet, sont résistantes au traitement en raison de la perte de la fonction VGSC. Pour développer de meilleures thérapies, les chercheurs explorent les miARN qui régulent l’expression des gènes.

Les miARN peuvent contrôler l’expression de VGSC, ce qui en fait des cibles thérapeutiques intéressantes. La triangulation des ensembles de données de miARN et l’étude des altérations des miARN causées par des ASM efficaces pourraient révéler des miARN thérapeutiques potentiels pour l’épilepsie.

Le cannabidiol (CBD), approuvé pour l’épilepsie résistante au traitement, est un exemple d’ASM efficace avec un mécanisme d’action inconnu, ce qui nécessite une enquête plus approfondie.

À propos de l’étude

L’étude s’est concentrée sur l’étude de l’épilepsie à l’aide de modèles animaux. Les animaux ont été maintenus dans des conditions contrôlées avec un cycle lumière-obscurité de 12 heures, une température et une humidité appropriées, avec de la nourriture et de l’eau librement disponibles.

Les chercheurs ont utilisé deux modèles d’épilepsie : le modèle PPS d’épilepsie du lobe temporal (TLE) chez le rat et le modèle pentylenetetrazol (PTZ) chez la souris. Pour le modèle de stimulation du chemin perforant (PPS), des électrodes ont été implantées et des crises ont été induites à l’aide de stimuli à impulsions appariées. Pour le modèle PTZ, les souris ont reçu une dose convulsante de PTZ pour déclencher des crises.

Divers traitements ont été administrés pour étudier leurs effets sur l’épilepsie. Ils ont modulé les miARN par des injections d’oligonucléotides antisens “antimir” et des particules virales exprimant des miARN spécifiques. De plus, ils ont administré du CBD, un composé dérivé du cannabis, pour étudier ses effets potentiels sur l’épilepsie.

Les chercheurs ont analysé l’expression des miARN et des ARNm dans les tissus cérébraux des animaux. Ils ont également identifié les interactions miARN-cible et effectué des analyses d’enrichissement des voies pour comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans l’épilepsie.

Enfin, des enregistrements électrophysiologiques ex vivo et des courants de sodium (I_Déjà) des enregistrements dans des neurones dérivés de cellules souches pluripotentes induites par l’homme ont été réalisés pour étudier les effets de la manipulation des miARN.

Toutes les procédures expérimentales, telles que la directive du Conseil des Communautés européennes (2010/63/UE), ont adhéré aux directives éthiques.

Résultats de l’étude

Cette étude s’est concentrée sur miR-335-5p en tant que cible thérapeutique potentielle pour l’épilepsie résistante au traitement. Ils ont utilisé une approche de triangulation, combinant les données de différents ensembles de données pour identifier les miARN pertinents pour l’épilepsie.

MiR-335-5p s’est démarqué car il était systématiquement modifié dans les sous-champs de l’hippocampe de rat, les échantillons de plasma humain et après traitement au CBD chez la souris.

Pour mieux comprendre le rôle fonctionnel de miR-335-5p, les chercheurs ont étudié ses cibles. Ils ont découvert que miR-335-5p régule plusieurs gènes codant pour les VGSC, notamment la sous-unité alpha du canal voltage-dépendant du sodium 1 (SCN1A), la sous-unité alpha du canal voltage-dépendant du sodium 2 (SCN2A) et la sous-unité alpha du canal voltage-dépendant du sodium 3 (SCN3A), qui sont cruciales pour l’excitabilité neuronale.

L’analyse d’enrichissement des voies a révélé que de nombreuses cibles de miR-335-5p sont impliquées dans des voies liées à l’excitabilité neuronale, ce qui confirme davantage son rôle potentiel dans l’épilepsie.

Les auteurs ont utilisé des neurones dérivés de cellules souches pluripotentes induites humaines (iPSC) pour valider les résultats dans des modèles pertinents pour le cerveau humain. L’inhibition de miR-335-5p dans ces neurones a entraîné une régulation à la hausse des VGSC, confirmant le rôle régulateur de miR-335-5p dans l’excitabilité neuronale humaine.

En outre, l’inhibition de miR-335-5p a augmenté la sensibilité aux crises, tandis que la surexpression de miR-335-5p à l’aide de vecteurs viraux a réduit la gravité des crises et augmenté la survie en réponse aux crises induites par le PTZ.

Les chercheurs ont découvert que les tests comportementaux n’ont montré aucun effet indésirable de la modulation miR-335-5p sur la cognition ou le comportement naturaliste chez la souris, indiquant sa sécurité potentielle en tant que cible thérapeutique.

Discussion

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une combinaison d’ensembles de données de biomarqueurs d’épilepsie humains, modifiés par des médicaments et basés sur des modèles, pour identifier les miARN qui régulent l’excitabilité neuronale, ce qui pourrait être pertinent pour le contrôle des crises.

Leur approche, connue sous le nom de triangulation, les a amenés à se concentrer sur le miR-335-5p, un miARN principalement présent dans le cerveau. Cette approche a fourni des cibles miARN supplémentaires pour le traitement de l’épilepsie par rapport à d’autres méthodes.

MiR-335-5p n’était pas initialement considéré comme un candidat de premier plan lorsque seuls les profils de miARN de modèles animaux ont été examinés, ce qui souligne l’importance d’inclure des données humaines et diverses sources de profilage de miARN. Fait intéressant, les niveaux de miR-335-5p semblaient varier selon les différents modèles, ce qui peut être lié à des changements temporels et dépendants de l’activité dans l’expression des miARN.

Les chercheurs ont découvert que miR-335-5p jouait un rôle dans la régulation de l’expression des VGSC, qui sont cruciales pour l’excitabilité neuronale.

L’inhibition de miR-335-5p a augmenté les niveaux de VGSC et l’excitabilité des neurones pyramidaux chez la souris tout en le surexprimant a eu l’effet inverse, réduisant la gravité des crises. Ces résultats suggèrent que miR-335-5p pourrait être une cible thérapeutique potentielle pour moduler l’excitabilité neuronale dans l’épilepsie.

De plus, l’étude a démontré que la modulation miR-335-5p n’affectait pas négativement la cognition ou le comportement naturel chez la souris, indiquant sa sécurité potentielle en tant qu’approche thérapeutique.

conclusion

Pour résumer, les chercheurs ont découvert que le ciblage de miR-335-5p pourrait potentiellement développer de nouveaux traitements pour l’épilepsie, car il pourrait influencer les VGSC et affiner l’excitabilité neuronale, fournissant un effet bidirectionnel qui pourrait être bénéfique dans différentes formes d’épilepsie.

Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre toute l’étendue du rôle de miR-335-5p et son potentiel en tant que stratégie thérapeutique pour l’épilepsie et d’autres troubles neurologiques.