Effekter af epileptisk krampeaktivitet undersøgt i organotypiske skivekulturer af hippocampalt hjernevæv

Ph.d.-projektet er udført ved Anatomi og Neurobiologi, Syddansk Universitet, Odense, og under studieophold ved Department of Anatomy and Neurobiology, University of California at Irvine, USA.

Epileptisk krampeaktivitet medfører ændringer i ekspressionen af vækstfaktorer og neuropeptider samt en øget nydannelse af nerveceller i hippocampus-regionen hos voksne rotter. Man ved dog kun lidt om de faktorer, der regulerer disse forandringer.

Med det formål at lave en forenklet model for epileptisk krampeaktivitet i hjernen til undersøgelser af sammenhænge mellem øget neuronal aktivitet, vækstfaktorer m.m., blev 0,1-5 mM af den muscarinerge agonist pilocarpin tilsat dyrkede skiver af hippocampalt hjernevæv fra syv dage gamle rotter. Ved elektrofysiologiske målinger påvistes pilocarpin-induceret neuronal krampeaktivitet. Langtidsbehandling med pilocarpin inducerede øget ekspression af nervevækstfaktoren Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) og neuropeptidet NPY uden ledsagende nervecelledød. Selve ekspressionen af BDNF-mRNA og specifikke BDNFtranskript-former var afhængig af Ca2+ -influx via specifikke Ca2+ -kanaler. I et in vivo studie fandtes ekspressionen af BDNF og de forskellige former også at være differentielt påvirkelig af stress. Den kraftige neuronale aktivitet induceret af pilocarpin in vitro var overraskende ikke ledsaget af øget nervecellenydannelse. Derimod fandtes antagonister til NMDA-receptorer og kombinationsbehandling med Insulin-like Growth Factor I og Epidermal Growth Factor at øge nervecellenydannelsen.

Resultaterne viser, at organotypiske hippocampale skivekulturer kan anvendes til forskning i epileptiske krampe-relaterede forandringer i hjernevævet samt nydannelsen af nerveceller.