Crises fébriles de l'enfant et épilepsie : une mutation génétique impliquée

Les crises fébriles touchent 2 à 4% des enfants dans le monde, parfois associées à l'épilepsie. Après identification de mutations affectant le gène STX1B dans des familles comptant des individus qui présentaient de tels symptômes, des chercheurs du laboratoire de traitement du signal et de l'image (LTSI - Inserm/Rennes 1) ont montré que des larves de poisson-zèbre, porteuses de certaines de ces mutations, présentaient une activité épileptique plus marquée que des poissons non-mutés. Un phénomène renforcé par l'élévation de température et proche, dans une certaine mesure, de ce qui est observé chez l'homme. Publication dans la revue Nature Genetics.

signature fréquentielle de l'acivité épileptique chez les poissons mutés - Image C. Huneau
  1. Identification des mutations
  2. Effet observé de ces mutations chez le poisson-zèbre
  3. Collaborations
  4. Référence

Identification des mutations

Les crises fébriles infantiles se produisent lors des épisodes de fièvre et peuvent être associées à certains types d’épilepsie. À la recherche des causes de cette pathologie, des scientifiques du LTSI (Clément Huneau lors de sa préparation de thèse et Benoît Martin, chercheur) ont collaboré avec leurs collègues de l'université de Louvain (Belgique) pour identifier des mutations du gène STX1B, dans des familles présentant des individus atteints à la fois de crises fébriles et d'épilepsie. Ce gène code pour la syntaxine-1B, une protéine impliquée dans le largage de neurotransmetteurs dans la fente synaptique.

Effet observé de ces mutations chez le poisson-zèbre

Certaines de ces mutations ont été reproduites chez des larves de poisson zèbre (Danio rerio), une espèce fréquemment utilisée en biologie expérimentale. Or, la mutation du gène STX1B chez ces poissons a entraîné la survenue d’activités épileptiques alors que les poissons non-mutés n'ont présenté aucun événement épileptiforme. De plus, une élévation contrôlée de la température du bain des poissons a entraîné une augmentation du nombre d’activités épileptiques, renforçant l’hypothèse d’une implication dans les crises fébriles. Ainsi, d'après ces résultats, les chercheurs peuvent affirmer que le gène STX1B ainsi que le système de largage présynaptique sont impliqués dans les crises fébriles, et les syndromes épileptiques associés.

Ces résultats ont été publiés le 2 novembre dans la prestigieuse revue Nature Genetics.

Schéma

Légende de la figure

L'activité électrique des neurones a été enregistrée en champs (extracellulaire) dans l'optic tectum chez des poissons zèbre (a). Cette figure présente le signal électrique normal chez un poisson non muté (b) et les d’événements épileptiformes typiques survenant chez les poissons avec une mutation du gène STX1B (c). Deux types de d’événement ont été identifiés et différentiés par une analyse fréquentielle. D'abord des diagrammes temps-fréquence (cartes codées en couleurs) nous ont permis d'observer des signatures fréquentielles différentes pour ces deux types. Ensuite, nous avons vérifié ces observations en moyennant les densités spectrales de puissance (courbes en bas) sur tous les événements de chaque type, et ce pour plusieurs poissons mutés. Ces résultats montrent des contenus fréquentiels bien différents entre les deux types d'événement. En outre, ces événements sont assez proches de certaines décharges épileptiques observées dans des modèles animaux et dans une certaine mesure chez l'homme, en particulier les oscillations haute fréquence au-delà de 100 Hz.

Collaborations

Ce travail a impliqué une vingtaine d'équipes, dont deux française. Le LTSI (Laboratoire de Traitement du Signal et de l’Image - INSERM U1099 - Université de Rennes 1 - Direction : Lotfi Senhadji) a procédé à l’analyse des activités épileptiques enregistrées chez les poissons, en collaboration avec l’Université de Louvain (Leuven) où ont été effectués les enregistrements. Le LTSI a développé une expertise en traitement du signal et, en particulier, lorsqu'il est appliqué à l'épilepsie, axe de recherche de l'équipe SESAME dirigée par Fabrice Wendling. Ce travail a pu être réalisé parce que l'équipe SESAME a la double compétence Traitement du Signal - Modèle Expérimentaux, depuis qu'un pôle de chercheurs neurobiologistes est venu étoffer l'équipe en 2008.

Référence

Mutations in STX1B, encoding a presynaptic protein, cause fever-associated epilepsy syndromes

Julian Schubert, Aleksandra Siekierska, Mélanie Langlois, Patrick May, Clément Huneau, Felicitas Becker, Hiltrud Muhle, Arvid Suls, Johannes R Lemke, Carolien G F de Kovel, Holger Thiele, Kathryn Konrad, Amit Kawalia, Mohammad R Toliat, Thomas Sander, Franz Rüschendorf, Almuth Caliebe, Inga Nagel, Bernard Kohl, Angela Kecskés, Maxime Jacmin, Katia Hardies, Sarah Weckhuysen, Erik Riesch, Thomas Dorn et al.

Nature Genetics (2014) doi:10.1038/ng.3130