J 2022

Infantile status epilepticus disrupts myelin development

BENCÚROVÁ, Petra, Hanne LAAKSO, Raimo A. SALO, Ekaterina PAASONEN, Eppu MANNINEN et. al.

Basic information

Original name

Infantile status epilepticus disrupts myelin development

Name in Czech

Novorozenecký status epilepticus narušuje vývoj myelinu

Authors

BENCÚROVÁ, Petra (703 Slovakia, guarantor, belonging to the institution), Hanne LAAKSO (246 Finland), Raimo A. SALO (246 Finland), Ekaterina PAASONEN (643 Russian Federation), Eppu MANNINEN (246 Finland), Jaakko PAASONEN (246 Finland), Shalom MICHAELI (840 United States of America), Silvia MANGIA (840 United States of America), Martin BAREŠ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Milan BRÁZDIL (203 Czech Republic, belonging to the institution), Hana KUBOVÁ (203 Czech Republic) and Olli GROHN (246 Finland)

Edition

NEUROBIOLOGY OF DISEASE, SAN DIEGO, ACADEMIC PRESS INC ELSEVIER SCIENCE, 2022, 0969-9961

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

30103 Neurosciences

Country of publisher

United States of America

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

Impact factor

Impact factor: 6.100

RIV identification code

RIV/00216224:14110/22:00119515

Organization unit

Faculty of Medicine

UT WoS

000726620000005

Keywords (in Czech)

Zvířecí model; status epilepticus; epilepsie spánkového laloku; vývoj myelinu; integrita bílé hmoty; MRI; histologie; talamokortikální konektivita

Keywords in English

Animal model; Status Epilepticus; Temporal Lobe Epilepsy; Myelin development; White matter integrity; MRI; Histology; Thalamocortical connectivity

Tags

International impact, Reviewed
Změněno: 18/1/2022 09:22, Mgr. Tereza Miškechová

Abstract

V originále

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most prevalent type of epilepsy in adults; it often starts in infancy or early childhood. Although TLE is primarily considered to be a grey matter pathology, a growing body of evidence links this disease with white matter abnormalities. In this study, we explore the impact of TLE onset and progression in the immature brain on white matter integrity and development utilising the rat model of Li-pilocarpine-induced TLE at the 12th postnatal day (P). Diffusion tensor imaging (DTI) and Black-Gold II histology uncovered disruptions in major white matter tracks (corpus callosum, internal and external capsules, and deep cerebral white matter) spreading through the whole brain at P28. These abnormalities were mostly not present any longer at three months after TLE induction, with only limited abnormalities detectable in the external capsule and deep cerebral white matter. Relaxation Along a Fictitious Field in the rotating frame of rank 4 indicated that white matter changes observed at both timepoints, P28 and P72, are consistent with decreased myelin content. The animals affected by TLE-induced white matter abnormalities exhibited increased functional connectivity between the thalamus and medial prefrontal and somatosensory cortex in adulthood. Furthermore, histological analyses of additional animal groups at P15 and P18 showed only mild changes in white matter integrity, suggesting a gradual age-dependent impact of TLE progression. Taken together, TLE progression in the immature brain distorts white matter development with a peak around postnatal day 28, followed by substantial recovery in adulthood. This developmental delay might give rise to cognitive and behavioural comorbidities typical for earlyonset TLE.

In Czech

Epilepsie spánkového laloků (TLE) je nejčastějším typem epilepsie u dospělých; často začíná v novorozeneckém období nebo v raném dětství. Ačkoli je TLE považována především za patologii šedé hmoty, stále více důkazů spojuje toto onemocnění s abnormalitami bílé hmoty. V této studii jsme zkoumali vliv vzniku a progrese TLE v nezralém mozku na integritu a vývoj bílé hmoty s využitím modelu TLE vyvolaného Li-pilokarpinem u potkanů ve 12. postnatálním dni (P). Zobrazení tenzorů difuze (diffusion tensor imaging, DTI) a histologické barvení Black-Gold II odhalily narušení významných struktur bílé hmoty (corpus callosum, capsula interna a externa a hluboká mozková bílá hmota), rozšířené po celém mozku v P28. Tyto abnormality se po třech měsících od indukce TLE již většinou nevyskytovaly, pouze v omezené míře byly zjistitelné abnormality v capsula externa a hluboké mozkové bílé hmotě. Relaxace podél fiktivního pole v rotačním rámci 4. řádu (RAFF4) ukázala, že změny v bílé hmotě pozorované v obou časových bodech, P28 a P72, odpovídají sníženému obsahu myelinu. Zvířata postižená abnormalitami bílé hmoty vyvolanými TLE vykazovala v dospělosti zvýšenou funkční konektivitu mezi thalamem a mediální prefrontální a somatosenzorickou kůrou. Kromě toho histologické analýzy dalších skupin zvířat v P15 a P18 ukázaly pouze mírné změny v integritě bílé hmoty, což naznačuje postupný věkově závislý dopad progrese TLE. Celkem vzato, progrese TLE v nezralém mozku narušuje vývoj bílé hmoty s vrcholem kolem 28. postnatálního dne, s následným výrazným zlepšením v dospělosti. Toto vývojové zpoždění může být příčinou kognitivních a behaviorálních komorbidit typických pro TLE s časným nástupem.

Links

GA19-11931S, research and development project
Name: Role miRNA ve vývoji glutamatergní a GABAergní signalizace po záchvatech v novorozeneckém období
Investor: Czech Science Foundation, The role of miRNA in development of glutamatergic and GABAergic signaling after early-life seizures
691110, interní kód MU
Name: Advanced MR methods for characterization of microstructural brain damage (MICROBRADAM) (Acronym: MICROBRADAM)
Investor: European Union, MSCA Marie Skłodowska-Curie Actions (Excellent Science)