Expressão gênica da família HCN em ratos com epilepsia induzida pela pilocarpina e em tecido hipocampal e cortical humano

Abstract

Changes in the expression of ion channels, are emerging as possible mechanisms in the development of certain epilepsies. Hyperpolarization-activity cyclic nucleotide-gated cation channel (CHCNs) contribute to various physiological properties and functions in the brain, including neuronal pacemaker activity, setting of resting membrane potential and dendrític integration of synaptic input. Four subunits of. hyperpolarization-activity cyclic nucleotide-gated cation channels HCN1-4 which generated H-current(IH) have been cloned recently. To better understand the functional diversity of CHCNs in the brain we examine the expression of these channels in areas CA1, CA2, subiculum, neocortex and cerebellum from rats brains and CA1 and neocortex of patients with mesial temporal sclerosis, that underwent surgery for medically intractable epilepsy (THET). Patients with craniencephalic trauma were considered our control group. Male Wistar rats were divided into control and experimental/pilocarpine-treated groups acute (RTPA) and chronic (RTPC). Fifteen (acute group) and sixty (chronic group) after treatment with vehicle or pilocarpine rats were decapitated under thiopental anesthesia. Their brains were rapidly removed and prepared for Real-time PCR (RT-PCR). RT-PCR technique was used to investigated the expression of these genes in the areas above and we observed: 1- The four isoforms HCN1-4 were expressed in the anatomic areas studied in the nervous system. 2- HCN1 isoform had upregulation when compared inner groups. In the pilocarpine treated groups HCN1 mRNA expression had downregulation when compared with control groups. 5-In THET studied here, the profound lost of interneural and principal cells population and consequent reduced inhibition caused a consequent downregulation of mRNA HCN1. 6-The upregulation of mRNA HCN2 subtypes in RTPA and downregulation ocurred in the RTPC.7-The HCN1 mRNA expression was lower in the patients with chronic epilepsy when we compared with the hippocampus of patients with traumatic injuries. Our results support previous finding and further suggest unexpected actions of CHCNs in the brain and indicate that HCN isoforms is dinamicacally regulated in human as well as in experimental models of hippocampal epilepsy, suggesting also that transcriptional dysregulation of HCN might contribute to the epileptogenic process and that certain mechanisms for the altered expression of HCN channels may be involved in the epileptogenic mechanisms.

Os canais catiônicos ativados pela hiperpolarização (CHCNs), são membros de uma família cuja expressão é fortemente correlacionada com a excitabilidade neuronal sendo codificado por 4 genes separados HCN1-HCN4. Sob o contexto das canalopatias os CHCNs estão associados a diferentes formas de epilepsias adquiridas. O presente estudo tem como objetivo, determinar o padrão de expressão gênica da família HCN em diferentes regiões do sistema nervoso central (córtex temporal, subiculum, CA1, CA2 e cerebelo) de ratos com epilepsia induzida pela pilocarpina e tecido Hipocampal e Cortical Humano após cirurgia. Os níveis de expressão gênicas relativos dos genes HCNs foram quantificados pela técnica de PCR em tempo real utilizando o fluoróforo o SYBR Green. Neste estudo observamos, que:1- em todas as áreas estudadas houve a transcrição de HCN1,2,3 e 4. 2- em ratos controles, ratos tratados com pilocarpina (agudo e crônico) e tecido hipocampal e cortical humano o transcrito HCN1 apresentou maior expressão relativa ; 3- no estudo comparativo entre ratos houve redução signficativa do transcrito HCN1 de ratos tratados com pilocarpina crônico em relação ao seu controle em todas as áreas do sistema nervoso central estudadas. 4- no estudo comparativo entre tecido hipocampal humano houve redução signficativa do transcrito HCN1 do tecido hipocampal de pacientes com epilepsia em relação ao tecido hipocampal humano de pacientes com traumatismo cranioencefálico, 5- aumento da expressão relativa do transcrito HCN2 em CA1 de ratos tratados com piocarpina-Agudo acompanhado por queda na expressão no grupo crônico; 6-No estudo comparativo entre tecido hipocampal humano houve redução signficativa do transcrito HCN1 do tecido hipocampal de pacientes com epilepsia em relação ao tecido hipocampal humano de pacientes com traumatismo cranioencefálico.7-no estudo comparativo entre tecido hipocampal humano houve redução significativa do transcrito HCN4 do tecido hipocampal de pacientes com epilepsia em relação ao tecido hipocampal humano de pacientes com traumatismo cranioencefálico. Nossos dados reforçam a idéia de que os canais HCN estejam alterados no nível transcricional em resposta a breves períodos de atividade elétrica neuronal anormal, contribuindo para distúrbios de excitabilidade neuronal, como é típico da epilepsia.