• Epilepsy
• Ghrelin
• Laminin
• Pilocarpine
• Preconditioning

La principale forma di epilessia farmaco-resistente è rappresentata dall’epilessia del lobo temporale (ELT). Questa patologia è caratterizzata principalmente da sclerosi ippocampale, la quale implica la presenza di gliosi e morte neuronale. Recenti osservazioni hanno suggerito che la neuroinfiammazione e il rimodellamento vascolare possano contribuire all’evolversi della patologia.
In modelli animali di ischemia e di epilessia (in seguito a trattamento con pilocarpina), sono state osservate alterazioni nei livelli di laminina nella lamina basale dei vasi sanguigni. Inoltre in specifiche regioni cerebrali, è stata riscontrata una forte relazione tra lesione alle cellule gliali e alterazioni vascolari, in seguito a induzione dello stato epilettico (SE).
L'identificazione delle lesioni ippocampali dovute a SE, e studi in modelli di ischemia cerebrale, hanno suggerito la possibilità di ideare nuove strategie farmacologiche, come il trattamento basato su molecole endogene, come la grelina, o utilizzando modelli di precondizionamento.
In primo luogo ho testato la grelina, un ormone prodotto a livello gastrico, il quale ha mostrato sia in modelli di ischemia che di SE di avere un’attività vasoprotettiva, neuroprotettiva e anti-infiammatoria.
In secondo luogo ho studiato gli effetti del precondizionamento utilizzando il modello della pilocarpina, in quanto è stato dimostrato che il precondizionamento ischemico (IPC) migliora la capacità dei tessuti, compreso il cervello, di tollerare insulti ischemici gravi e prolungati. In questo studio ho sviluppato un protocollo di precondizionamento e ho valutato i suoi effetti su questo modello.
Nel primo studio, ratti adulti sono stati trattati con grelina, JMV-1843, EP-80317 o fisiologica 10 minuti prima del trattamento con pilocarpina (utilizzata per indurre lo SE). EP-80317 ha prevenuto lo SE nel 50% dei ratti trattati, mentre i restanti hanno tutti sviluppato lo SE. EP-80317 ha inoltre ridotto il numero complessivo delle crisi epilettiche, in particolare il numero delle crisi convulsive (-45%). Inoltre, abbiamo osservato che EP-80317 è in grado di ridurre la gravità delle crisi, rispetto agli animali trattati con fisiologica. Grelina e JMV-1843 sono stati comunque in grado di ridurre l'area di lesione gliale, rispetto al gruppo di controllo. Inoltre JMV-1843 ha fortemente limitato i cambiamenti di laminina e di endotelina-1 nell’ippocampo, e migliorando la sopravvivenza neuronale nell’ilo del giro dentato e nel III strato della corteccia entorinale mediale.
Nel secondo studio, abbiamo trattato i ratti utilizzando un protocollo di precondizionamento. Il 100% dei ratti controllo ha sviluppato lo SE, al contrario nel gruppo precondizionato lo SE è stato prevenuto nel 37%. Con valutazione istopatologica abbiamo osservato che, nel gruppo non precondizionato, la regione ippocampale era caratterizzata da lesione gliale accompagnata da un aumento della reattività per laminina. Al contrario nel gruppo precondizionato che ha sviluppato lo SE, e nel gruppo precondizionato che non ha sviluppato lo SE, la lesione gliale e l’immunoreattività per laminina sono risultate più basse o addirittura assenti. Inoltre. la frequenza delle crisi spontanee durante la fase cronica che segue lo SE è apparsa essere ridotta (nel gruppo precondizionato che ha sviluppato lo SE) o addirittura assente (nel gruppo precondizionato che non ha sviluppato lo SE) rispetto al gruppo controllo.
Questi risultati dimostrano effetti terapeutici nei ratti esposti a SE, nei quali entrambi i protocolli hanno ridotto la lesione ippocampale grazie alla protezione vascolare.

Temporal Lobe Epilepsy (TLE) is the most frequent type of drug-resistant epilepsy in adults. This syndrome is frequently associated with hippocampal sclerosis, which is characterized by a specific pattern of neuronal cell loss and gliosis, changes that can be mimicked by injecting pilocarpine in animals. As recently suggested, neuroinflammation and vascular remodelling may also contribute to TLE. Lines of evidence suggest that vascular remodelling in the hippocampus could be the consequence of blood vessel damage occurring in TLE, and that these phenomena may contribute to epileptogenesis. In animals, after pilocarpine treatment or cerebral ischemia, alterations in levels of laminin immunoreactivity have been reported in blood vessel basal lamina. Moreover, a strong inverse relationship between glial and vascular changes was found in specific cerebral regions, such as the hippocampus, following status epilepticus (SE) induced by pilocarpine. The identification of damage to glial cells and blood vessels following SE suggested the possibility to design new protective strategies aimed at reducing the hippocampal lesion including treatments with endogenous protectants, such as the gastric hormone ghrelin, or preconditioning. First, I tested ghrelin and other ligands of the growth hormone secretagogue-receptor 1a (GHS-R1a) in the pilocarpine model of TLE, in particular the GHS-R1a agonist JMV-1843 and the inverse agonist EP-80317, in order to characterized their possible vasculoprotective, neuroprotective and anticonvulsive activity. Second, I explored the effects of preconditioning in the pilocarpine model, since recent studies demonstrated that ischemic preconditioning (IPC) could improve the ability of the brain to tolerate severe and prolonged ischemic periods. In this study I developed a protocol of preconditioning by using pilocarpine, and I evaluated its effects in the same model. In the first experiments, rats were treated with ghrelin, JMV-1843, EP-80317 or saline 10 min before pilocarpine, injected to induce SE. EP-80317 completely prevented seizures in 50% of rats, whereas ghrelin, JMV-1843 and saline did not affect SE. EP-80317 was also able to counteract convulsive seizures (-45%, p<0.001) in rats that developed SE. In addition, in saline pre-treated rats the progression of pilocarpine-induced seizures was characterized by worsening of convulsions, whereas EP-80317 also reduced the severity and duration of seizures. Although unable to control seizure development, ghrelin and JMV-1843 were able to reduce the area of loss in glial fibrillary acidic protein immunostaining (GFAP) with respect to the saline group. In addition, JMV-1843 counteracted the changes in laminin and endothelin-1 expression observed in ghrelin or saline groups of treatment. Finally, JMV-1843 was able to ameliorate neuronal survival in the hilus of dentate gyrus and medial entorhinal cortex layer III. In the second experiments, rats were treated using a preconditioning protocol. All control rats developed SE, whereas SE was prevented in 37% of preconditioned rats. In the control group, the area of lesion, characterized by lack of GFAP immunoreactivity, was remarkable in the hippocampus of all rats, concomitantly with the up regulation of laminin immunostaining. In contrast in the preconditioned group the loss of GFAP immunostaining and the increase in laminin immunoreactivity were undetectable in preconditioned rats that did not experienced SE, or consistently limited in preconditioned rats that experienced a SE. Interestingly, following epileptogenesis, the frequency of spontaneous seizures in preconditioned rats was lower (group exposed to SE) or undeterminable (group not exposed to SE). These results demonstrate diverse beneficial effects in rats exposed to SE and treated with GHS-R1a ligands or preconditioned. In particular, lesions in the hippocampus have been effectively reduced by aiming at cerebral vessel protection.