Abstract-Text (inklusive Referenzen und Bildunterschriften)

Einleitung

Die hippocampale CA2 Region spielt im gesunden Gehirn eine wichtige Rolle bei der sozialen Wiedererkennung. Bei mesialer Temporallappenepilepsie (MTLE) weist die CA2 Region im Gegensatz zu den benachbarten CA3 und CA1 Regionen eine erhöhte Resistenz gegenüber epilepsieassoziiertem Zelltod auf. Es ist allerdings unklar, ob und wie die CA2 Region an epileptischen Anfällen beteiligt ist, inwieweit die normale Hirnaktivität in dieser Region verändert ist und wie sich dies auf CA2-mediierte Verhaltensweisen auswirkt.

Ziele

Wir möchten in einem Tiermodell, das die Hauptmerkmale der menschlichen MTLE (epileptische Anfälle, Hippocampussklerose, Pharmakoresistenz) nachbildet, die physiologischen Eigenschaften der CA2 Region im epileptischen Netzwerk als auch deren Auswirkung auf das Verhalten der Tiere untersuchen.

Materialien& Methoden

Durch eine einmalige, unilaterale Injektion des Glutamatrezeptor-Agonisten Kainat in den Hippocampus adulter Mäuse wird eine Hippocampussklerose mit Körnerzelldispersion ausgelöst. Wir implantierten intrahippocampale Elektroden in den Gyrus dentatus und in die CA2 Region beider Hippocampi, um in vivo sowohl epileptische Anfälle, als auch anfallsfreie Aktivität abzuleiten. Zudem verwendeten wir Siliziumsonden, um hochaufgelöst die Komponenten der lokalen Feldpotentiale zu untersuchen. Mittels viralem Tracing stellten wir die axonalen Verbindungen der CA2 Region unter epileptischen Bedingungen dar. Außerdem führten wir Verhaltensversuche zur sozialen Wiedererkennung bei Mäusen durch.

Ergebnisse

Unsere Messungen zeigen, dass die CA2 Region an der Entstehung und Ausbreitung epileptischer Aktivität aktiv beteiligt ist. Die Projektion der CA2 Region in den contralateralen, nicht-sklerotischen Hippocampus bleibt auch bei MTLE erhalten und es kommt zu einer Ausbreitung der epileptischen Aktivität in den contralateralen Hippocampus. Darüber hinaus tritt nicht nur im Gyrus dentatus, wie zuvor gezeigt (Kilias et al., 2018), sondern auch in der CA2 Region beider Hippocampi eine Verlangsamung des Thetarhythmus um ~1Hz auf, die bereits früh nach Kainatinjektion messbar ist und über den gesamten Untersuchungszeitraum stabil bleibt. Damit einhergehend finden wir in den Mäusen trotz des Erhalts der Soziabilität eine Reduktion in der sozialen Wiedererkennung.

Schlussfolgerungen

Unsere Daten zeigen, dass die CA2 Region des Hippocampus an Generierung und Ausbreitung epileptischer Aktivität beteiligt ist und dass es zu Veränderungen der CA2-vermittelten Verhaltensmuster im MTLE-Tiermodell kommt.