Ecole Doctorale
Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité
Biologie-Santé - Spécialité Neurosciences
Etablissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
EED,KCNQ2/Kv7.2,courant M,supression burst,
Keywords
EED,KCNQ2,M curent,Supression burst,
Titre de thèse
Etude des mécanismes physiopathologiques des encéphalopathies épileptiques et développementales précoces causées par le variant p.T274M de KCNQ2 /Kv7.2.
Study of the pathophysiological mechanisms of early epileptic and developmental encephalopathies caused by the p.T274M variant of KCNQ2 /Kv7.2.
Date
Tuesday 20 December 2022
Adresse
INMED/INSERM
163 avenue de luminy
13009 Marseille salle de conférence
Jury
Directeur de these |
M. Laurent ANIKSZTEJN |
INMED/INSERM |
Rapporteur |
M. jérome DEVAUX |
institut de génomique fonctionnelle |
Rapporteur |
M. Montegazza MASSIMO |
IPMC/UMR7275 |
Examinateur |
Mme rima NABBOUT |
hopital Necker-enfants malades |
Examinateur |
M. frédéric BROCCARD |
institut de neurosciences de la timone |
Examinateur |
M. IGOR MEDYNA |
INMED/INSERM |
Résumé de la thèse
Les encéphalopathies épileptiques et développementales (EED) sont définies par lassociation dune épilepsie très sévère et dun trouble du neurodéveloppement dont les mécanismes physiopathologiques sont encore inconnus. Elles peuvent avoir différentes étiologies dont létiologie génétique avec un rôle majeur joué par le gène KCNQ2. Les EED liées au KCNQ2 sont caractérisées par des crises épileptiques apparaissant dès la naissance et un tracé EEG intercritique dit de « suppression burst ». Si les crises sont souvent transitoires et que lEEG se normalise, le développement neurologique des patients reste très altéré.
KCNQ2 code la sous unité Kv7.2 des canaux Kv7 responsables du courant potassique IM dont lactivation limite lexcitabilité neuronale.
Le variant p.T274M de KCNQ2/Kv7.2 a été souvent identifié dans les EED. Les souris portant ce variant présentent à lâge adulte un déficit important de lapprentissage et de la mémoire spatiale. Ma thèse a eu pour objectif détudier les conséquences électrophysiologiques de ce variant chez la souris. In vivo, jai observé que ces souris faisaient des crises dépilepsie dont loccurrence diminue durant le développement. En ex vivo, au niveau cellulaire, la densité de IM était réduite et associée dune part à une hyperexcitabilité neuronale qui au sein du cortex moteur touche dabord les cellules pyramidales des couches II/III pour affecter plus tardivement les cellules pyramidales de la couche V et dautre part à une augmentation de lactivité de réseau portée par le GABA. Cependant les effets délétères du variant sur lactivité électrophysiologique sont transitoires suggérant quun mécanisme de compensation se met progressivement en place permettant un retour à une activité physiologique. Je propose que cette compensation est la cause de larrêt des crises et de la normalisation de lEEG et que les déficits cognitifs ne sont pas le résultat dune altération durable du courant M.
Thesis resume
Epileptic and developmental encephalopathies (EDE) are a group of severe and intractable diseases in which severe epilepsy is associated with an alteration of cognitive/sensory and motor functions. The pathophysiological mechanisms of EDE are still unknown. However mutations of several genes have been identified and in particular in the KCNQ2 gene which plays major role in EDE with neonatal onset. KCNQ2-related EED are characterized by epileptic seizures occurring at birth and an intercritical EEG pattern known as "suppression burst". Although seizures usually resolve during development, cognitive/motor deficits persist.
KCNQ2 encodes the Kv7.2 subunit of the potassium Kv7 channels responsible for the M current which activation limits neuronal excitability.
The p.T274M variant of KCNQ2/Kv7.2 has been frequently identified in EED patients. A mouse harboring this variant has recently been generated. Behavioral analyses show that these mice displayed a deficit in learning and spatial memory in adulthood. The aim of my thesis was to study the electrophysiological consequences of this variant both in vivo using EEG recordings and ex-vivo using patch-clamp recordings of pyramidal cells of the motor cortex during development. In vivo, I observed that these mice displayed epileptic seizures which occurrence decreased during development. Ex vivo, IM was reduced and pyramidal cells excitability increased. These changes were first observed in layers II/III pyramidal cells and later in layer V pyramidal cells. In addition, I observed a large increase in network activity carried by GABA. However, the effects of the variant on electrophysiological activity were observed during a limited period of development suggesting that a compensatory mechanism take place allowing the recovery of a physiological activity. I propose that this compensation is the cause of the remission of seizures and that the cognitive deficits are not the result of a durable alteration of M current.