Sbattere le palpebre e sbadigliare nell'epilessia: il ruolo della dopamina (BYE BYE DOPA)

I dati clinici riguardanti gli effetti dei farmaci dopaminergici nelle epilessie generalizzate idiopatiche sono scarsi. L'osservazione generale che gli agenti antipsicotici (antagonisti dopaminergici) peggiorano le crisi, ha suggerito che gli agonisti dopaminergici avrebbero effetti antiepilettici. Tuttavia, questo non è mai stato chiaramente dimostrato, se non in pochi studi limitati (Mervaala, 1990; Quesney, 1980, 1981). Più recentemente, indagini con tomografia ad emissione di positroni (PET) utilizzando marcatori dopaminergici (Fluoro-Dopa, SCH23390, DAT) hanno mostrato deficit dopaminergici in diverse sindromi epilettiche: sindrome del cromosoma ad anello 20 (Biraben 2004), epilessia mioclonica giovanile (Ciumas 2008), sindrome del lobo temporale epilessia (Bouilleret 2008), epilessia del lobo frontale (Fedi 2008). Questi dati danno luogo a un rinnovato interesse per il coinvolgimento della neurotrasmissione dopaminergica nelle epilessie. Sulla base dei nostri dati sperimentali provenienti da studi sugli animali (vedi Deransart e Depaulis, 2002), i ricercatori propongono uno studio originale che indaga il coinvolgimento del sistema dopaminergico nelle epilessie generalizzate idiopatiche utilizzando marcatori comportamentali e neurofisiologici della risposta dopaminergica, in condizioni in cui il sequestro le attività nei pazienti sono facilitate (follow-up EEG dopo la privazione del sonno). Questo approccio si basa sul concetto sviluppato nel nostro laboratorio riguardante il coinvolgimento dei gangli della base, e più precisamente delle vie dopaminergiche, nel controllo delle scariche spike-wave nelle epilessie generalizzate idiopatiche.

L'obiettivo principale è valutare la reattività dopaminergica utilizzando un marker comportamentale (ad es. sbadiglio) in pazienti con epilessia generalizzata idiopatica rispetto a controlli sani abbinati dopo l'iniezione di una bassa dose di apomorfina o placebo. Altri parametri saranno registrati come risultati secondari: marcatori comportamentali (ammiccamento), biochimici (prolattina, GH) e neurofisiologici (Spike-Waves Discharge: valutazione SWD). I parametri di sicurezza saranno registrati per valutare la tolleranza.

Dati sperimentali: risposta iperdopaminergica in un modello di assenza-epilessia nel ratto. Dalla fine degli anni '80, il nostro laboratorio ha dimostrato l'esistenza di un meccanismo neurale endogeno che controlla l'insorgenza di crisi epilettiche in diversi modelli animali, un sistema basato sull'ipotesi che i gangli della base modulino la sincronizzazione delle attività ritmiche epilettiche (Depaulis 1994). Gli studi condotti in GAERS (Genetic Absence Epilepsy Rats from Strasbourg, a validated model of essence-epilepsy in rat) hanno dimostrato che l'inibizione della principale struttura di output dei gangli della base (cioè la substantia nigra pars reticulata) ha effetti antiepilettici (Depaulis 1994 ; Deransart 1996). Allo stesso modo, la stimolazione cerebrale profonda della substantia nigra pars reticulata così come del nucleo subtalamico interrompe le convulsioni (Vercueil 1998; Feddersen 2007). Anche le iniezioni di dopamimetici sistemici e intrastriatali in GAERS sopprimono le convulsioni, mentre gli antagonisti le peggiorano (Warter et al, 1988; Deransart et al., 2000). I dati elettrofisiologici hanno mostrato rispettivamente una diminuzione e un aumento dell'attività dei neuroni DA durante e alla fine delle crisi di assenza (Lücking et al. 2002). Un aumento delle trascrizioni del recettore D3 è stato osservato anche nei GAERS adulti rispetto ai ratti di controllo non epilettici consanguinei (NEC), all'interno dello striato ventrale (Deransart et al. 2001). Questi dati suggeriscono cambiamenti nel tono DA in GAERS con fenotipo epilettico completamente sviluppato. Secondo il ruolo chiave della neurotrasmissione DA D3 nello sviluppo corticale fetale (Levant B, 1995) e nella modulazione del tono DA (Nissbrandt et al., 1995; Gilbert et al., 1995; Kreiss et al., 1995), i ricercatori ha studiato se il presunto tono DA alterato in GAERS sia correlato a cambiamenti funzionali nel comportamento di sbadiglio spontaneo e indotto da quinpirolo (Kurashima et al. 1995; Collins et al.2005). L'ipotesi di un aumento del tono dopaminergico in GAERS è stata quindi affrontata utilizzando la farmacologia e la microdialisi. In GAERS e NEC (i) sono stati studiati il ​​comportamento di sbadiglio spontaneo e indotto da quinpirolo e (ii) i cambiamenti nei contenuti di dopamina intra-accumbens indotti da anfetamine e K + e misurati mediante microdialisi. Lo sbadiglio spontaneo era significativamente ridotto nei ratti GAERS (0,3±0,2 sbadigli/ora, n=9) rispetto ai ratti NEC (5,4±1,2, n=8) e Wistar Harlan (9,7±2,3, n=7). Lo sbadiglio indotto dal quinpirolo era significativamente aumentato nei ratti GAERS (29,4 ± 4,9) rispetto ai ratti NEC (10,5 ± 2,7) e Wistar-Harlan (22,6 ± 3,5). Il quinpirolo ha anche aumentato il numero di assenze-sequestro in GAERS (+47,4±8,6%). Rispetto al NEC, i livelli basali di DA erano inferiori del 40% nei GAERS, mentre l'anfetamina e il K+ hanno prodotto un aumento maggiore della dopamina extracellulare nei GAERS. L'aumento dello sbadiglio indotto dal quinpirolo in GAERS può spiegare una sovraespressione nelle trascrizioni D3. L'aumentata reattività della trasmissione della dopamina osservata in GAERS dopo manipolazioni farmacologiche, rispetto a NEC, suggerisce un fenotipo "iperdopaminergico" di GAERS. Complessivamente, questi dati supportano che i GAERS hanno un tono DA alterato che può essere associato allo sviluppo di meccanismi che controllano le crisi di assenze (Deransart et al, in preparazione).

Complessivamente, questi dati suggeriscono che un coinvolgimento fasico ("su richiesta") dei gangli della base - in particolare sotto l'influenza della neurotrasmissione dopaminergica - può essere alla base dei rapidi cambiamenti nell'attività extracellulare registrati nelle strutture di output dei gangli della base alla fine delle crisi in questo modello (Deransart 2003). Un tale funzionamento fasico del sistema dopaminergico nel controllo delle convulsioni potrebbe anche riconciliarsi con l'apparente discrepanza relativa al fatto che le convulsioni sembrano sfuggire alle stimolazioni croniche ad alta frequenza della substantia nigra (Feddersen 2007). Questi dati rafforzano la necessità di una rivalutazione degli approcci clinici, in particolare basati da un punto di vista dinamico per quanto riguarda il coinvolgimento del sistema dopaminergico nell'epilessia.

Dati clinici:

• Coinvolgimento del sistema dopaminergico nelle epilessie generalizzate idiopatiche. L'esposizione agli antagonisti dopaminergici, come i farmaci antipsicotici, aumenta il rischio per i pazienti di mostrare crisi epilettiche. Il meccanismo attraverso il quale questi trattamenti possono portare a tale aggravamento rimane sconosciuto e, ad oggi, non esiste alcuna strategia farmacologica per ridurre tale rischio. Dati recenti suggeriscono il coinvolgimento delle vie dopaminergiche in diverse sindromi epilettiche: una significativa diminuzione omogenea dell'uptake della dopamina striatale è stata dimostrata utilizzando la PET in pazienti con crisi epilettiche associate al mosaicismo del cromosoma ad anello 20 (Biraben, 2004). In questa sindrome epilettica, i pazienti mostrano convulsioni prolungate, che ricordano uno stato epilettico di assenza. Uno studio simile, utilizzando un marcatore per il trasportatore della dopamina, ha recentemente riportato una diminuzione della ricaptazione della dopamina a livello della substantia nigra in pazienti con epilessie generalizzate idiopatiche (Ciumas, 2008). Questi dati differiscono da quanto osservato nelle patologie neurodegenerative che coinvolgono il sistema dopaminergico (es. Morbo di Parkinson) dove gli studi di imaging della trasmissione dopaminergica mostrano una diminuzione delle terminazioni sinaptiche legate ad un progressivo processo degenerativo. I dati di pazienti epilettici suggeriscono piuttosto una modulazione dell'espressione di alcuni recettori dopaminergici così come cambiamenti dinamici nella trasmissione sinaptica. In linea con i nostri dati sperimentali e gli studi di neuroimaging recentemente pubblicati, i ricercatori propongono che la reattività del sistema dopaminergico mostri caratteristiche speciali specifiche dei pazienti epilettici e possa costituire un indicatore del livello di rischio per le crisi epilettiche. Il quadro concettuale dello studio traslazionale proposto si basa sul coinvolgimento dinamico del sistema dopaminergico e sulla valutazione della sua reattività nei pazienti epilettici.
• Reattività del sistema dopaminergico nelle epilessie generalizzate idiopatiche. Basse dosi di apomorfina, un agonista dopaminergico, inducono sbadigli e ammiccamenti palpebrali in soggetti sani (Blin, 1990). Allo stesso modo, dosi terapeutiche più elevate inducono sbadigli immediatamente prima dell'effetto terapeutico nei pazienti con malattia di Parkinson. Questi dati suggeriscono che una maggiore affinità dell'apomorfina con il recettore presinaptico potrebbe essere coinvolta nella promozione dello sbadiglio e dell'ammiccamento. Lo studio della risposta del sistema dopaminergico a basse dosi di apomorfina, al di sotto della soglia degli effetti collaterali (nausea, vomito, ipotensione) rappresenta un approccio originale e ben tollerato sia nei pazienti con epilessia che nei soggetti sani. Studi simili sono già stati pubblicati in pazienti con emicrania (Cerbo, 1997) e consumatori di cocaina (Colzato, 2008) per studiare la reattività dopaminergica in popolazioni selezionate. I ricercatori propongono di studiare la reattività dopaminergica in pazienti con epilessia generalizzata idiopatica rispetto a volontari sani abbinati, durante EEG prolungato dopo privazione del sonno, utilizzando dosi di apomorfina di 1 µg/kg e 5 µg/kg. Infatti, l'apomorfina da 0,5 a 2 µg/kg ha aumentato il tasso di ammiccamento spontaneo e lo sbadiglio in volontari sani (Blin, 1990). Tuttavia, una dose di 10 µg/kg ha indotto sintomi come nausea, vomito, sudorazione e vertigini nei soggetti con emicrania (Cerbo, 1997). Lo studio si concentrerà sul comportamento (sbadigli e ammiccamenti spontanei e indotti dall'apomorfina) e sull'EEG (SWD spontaneo e indotto dall'apomorfina) rispetto al placebo. Il dosaggio di prolattina e GH dopo l'iniezione di apomorfina fornirà una convalida biochimica dell'effetto stimolante dopaminergico. Infatti, la secrezione di prolattina è inibita dalla dopamina dell'ipotalamo, mentre l'ormone della crescita (GH) è stimolato. Pertanto, una diminuzione della prolattina e un aumento del GH riflettono la disponibilità centrale della dopamina. Il dosaggio della prolattina e la risposta del GH all'iniezione sottocutanea di apomorfina rappresentano un modo per documentare gli effetti sinaptici del farmaco, come precedentemente descritto (Aymard, 2003; Friess, 2001).

Questo progetto nasce da concetti sviluppati nel nostro laboratorio da dati sperimentali ottenuti in un modello animale di epilessia e da recenti dati clinici della letteratura. Mira a migliorare la comprensione delle dinamiche di trasmissione dopaminergica nei pazienti con epilessia. Potrebbe quindi promuovere l'emergere di nuovi marcatori di suscettibilità alle crisi epilettiche e costituire un'opportunità per sviluppare nuovi approcci farmacologici basati sulla neuromodulazione dopaminergica.