Extratemporal abnormalities in phosphorus magnetic resonance spectroscopy of patients with mesial temporal sclerosis / Anormalidades extratemporais na espectroscopia de fósforo por ressonância magnética em pacientes com esclerose mesial temporal

ABSTRACT Objective We evaluated extratemporal metabolic changes with phosphorus magnetic resonance spectroscopy (31P-MRS) in patients with unilateral mesial temporal sclerosis (MTS). Method 31P-MRS of 33 patients with unilateral MTS was compared with 31 controls. The voxels were selected in the anterior, posterior insula-basal ganglia (AIBG, PIBG) and frontal lobes (FL). Relative values of phosphodiesters- PDE, phosphomonoesters-PME, inorganic phosphate - Pi, phosphocreatine- PCr, total adenosine triphosphate [ATPt = γ- + a- + b-ATP] and the ratios PCr/ATPt, PCr/γ-ATP, PCr/Pi and PME/PDE were obtained. Results We found energetic abnormalities in the MTS patients compared to the controls with Pi reduction bilaterally in the AIBG and ipsilaterally in the PIBG and the contralateral FL; there was also decreased PCr/γ-ATP in the ipsilateral AIBG and PIBG. Increased ATPT in the contralateral AIBG and increased γ-ATP in the ipsilateral PIBG were detected. Conclusion Widespread energy dysfunction was detected in patients with unilateral MTS.

RESUMO Objetivo Nós avaliamos as alterações metabóblicas através da espectroscopia de fósforo por ressonância magnética (31P-MRS) em pacientes com esclerose mesial temporal (EMT) unilateral. Método 31P-MRS de 33 pacientes com EMT unilateral foram comparadas aos de 31 controles. Foram selecionados os voxels nas regiões insulonuclear anterior e posterior (RINA e RINP) e frontal (RF). Os valores relativos de fosfodiésteres – PDE, fosfomonoésteres- PME, fosfato inorgânico- Pi, fosfocreatina –PCr, adenosina trifosfato total [ATPt = γ- + a- + b-ATP] e as razões PCr/ATPt, PCr/γ-ATP, PCr/Pi e PME/PDE foram obtidas. Resultados Nós encontramos anormalidades em pacientes com EMT em comparação aos controles. Redução de Pi nas RINA bilateralmente, RINP ipsilateral e RF contralateral, redução de PCr/γ-ATP nas RINA e RINP ipsilaterais foram detectadas. Aumentos de ATPT na RINA contralateral e aumento de γ-ATP na RINP ipsilateral também foram encontradas. Conclusão Disfunção energética difusa foi encontrada em pacientes com EMT unilateral.

Preserved Hippocampal Glucose Metabolism on 18F-FDG PET after Transplantation of Human Umbilical Cord Blood-derived Mesenchymal Stem Cells in Chronic Epileptic Rats

Human umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells (hUCB-MSCs) may be a promising modality for treating medial temporal lobe epilepsy. 18F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography (FDG-PET) is a noninvasive method for monitoring in vivo glucose metabolism. We evaluated the efficacy of hUCB-MSCs transplantation in chronic epileptic rats using FDG-PET. Rats with recurrent seizures were randomly assigned into three groups: the stem cell treatment (SCT) group received hUCB-MSCs transplantation into the right hippocampus, the sham control (ShC) group received same procedure with saline, and the positive control (PC) group consisted of treatment-negative epileptic rats. Normal rats received hUCB-MSCs transplantation acted as the negative control (NC). FDG-PET was performed at pre-treatment baseline and 1- and 8-week posttreatment. Hippocampal volume was evaluated and histological examination was done. In the SCT group, bilateral hippocampi at 8-week after transplantation showed significantly higher glucose metabolism (0.990 +/- 0.032) than the ShC (0.873 +/- 0.087; P < 0.001) and PC groups (0.858 +/- 0.093; P < 0.001). Histological examination resulted that the transplanted hUCB-MSCs survived in the ipsilateral hippocampus and migrated to the contralateral hippocampus but did not differentiate. In spite of successful engraftment, seizure frequency among the groups was not significantly different. Transplanted hUCB-MSCs can engraft and migrate, thereby partially restoring bilateral hippocampal glucose metabolism. The results suggest encouraging effect of hUCB-MSCs on restoring epileptic networks.

Relationship between fluid-attenuated inversion-recovery (FLAIR) signal intensity and inflammatory mediator's levels in the hippocampus of patients with temporal lobe epilepsy and mesial temporal sclerosis / Correlação da intensidade do sinal em FLAIR e os níveis de mediadores inflamatórios no hipocampo de pacientes com epilepsia do lobo temporal e esclerose mesial temporal

We investigated a relationship between the FLAIR signal found in mesial temporal sclerosis (MTS) and inflammation. Twenty nine patients were selected through clinical and MRI analysis and submitted to cortico-amygdalo-hippocampectomy to seizure control. Glutamate, TNFα, IL1, nitric oxide (NO) levels and immunostaining against IL1β and CD45 was performed. Control tissues (n=10) were obtained after autopsy of patients without neurological disorders. The glutamate was decreased in the temporal lobe epilepsy (TLE) -MTS group (p<0.001), suggesting increased release of this neurotransmitter. The IL1β and TNFα were increased in the hippocampus (p<0.05) demonstrating an active inflammatory process. A positive linear correlation between FLAIR signal and NO and IL1β levels and a negative linear correlation between FLAIR signal and glutamate concentration was found. Lymphocytes infiltrates were present in hippocampi of TLE patients. These data showed an association between hippocampal signal alteration and increased inflammatory markers in TLE-MTS.

Este estudo foi delineado para investigar a presença de relação entre a intensidade de sinal em FLAIR e níveis de citocinas, óxido nítrico (NO) e glutamato no hipocampo de pacientes com epilepsia do lobo temporal refratária, associada com esclerose mesial (TLE-MTS). Vinte e nove pacientes foram selecionados através de análise clínica e de ressonância magnética (RM) que foram submetidos a cortico-amigdalo-hipocampectomia para o controle das crises. Os níveis de glutamato foram avaliados por HPLC, as citocinas TNFα e IL1β por ELISA e os níveis de NO via NO system. Avaliamos também por imuno-histoquímica a expressão de IL1β e CD45 em tecidos controles e com esclerose. Tecido controle foi obtido após autópsia de indivíduos mortos sem disfunções inflamatórias e neurológicas (n=10). A concentração de glutamato se mostrou reduzida no tecido TLE-MTS (p<0,001) sugerindo aumento na liberação desse neurotransmissor. TNFα e IL1β também apresentaram níveis elevados no hipocampo dos pacientes (p<0,05), demonstrando um processo inflamatório crônico. Houve uma correlação linear positiva entre a intensidade do sinal em FLAIR e os níveis de NO e IL1β. Em contraste, uma correlação linear negativa foi encontrada entre a intensidade do sinal em FLAIR e níveis de glutamato no hipocampo com esclerose. Infiltrado linfocitário hipocampal também foi visualizado pela imuno-marcação com CD45 em pacientes com TLE-MTS. Esses dados mostraram uma associação entre alteração de sinal na RM e marcadores inflamatórios em pacientes com TLE-MTS.

The pilocarpine model of epilepsy: what have we learned?

The systemic administration of a potent muscarinic agonist pilocarpine in rats promotes sequential behavioral and electrographic changes that can be divided into 3 distinct periods: (a) an acute period that built up progressively into a limbic status epilepticus and that lasts 24 h, (b) a silent period with a progressive normalization of EEG and behavior which varies from 4 to 44 days, and (c) a chronic period with spontaneous recurrent seizures (SRSs). The main features of the SRSs observed during the long-term period resemble those of human complex partial seizures and recurs 2-3 times per week per animal. Therefore, the pilocarpine model of epilepsy is a valuable tool not only to study the pathogenesis of temporal lobe epilepsy in human condition, but also to evaluate potential antiepileptogenic drugs. This review concentrates on data from pilocarpine model of epilepsy.

A administração sistêmica do potente agonista muscarínico pilocarpina em ratos promove alterações comportamentais e eletrográficas que podem ser divididas em três períodos distintos: (a) período agudo o animal evolui progressivamente para o status epilepticus, que perdura por até 24h; (b) período silencioso, caracterizado pela normalização progressiva do comportamento e do EEG e pode ter uma duração de 4 a 44 dias; período crônico, aparecimento de crises epilépticas espontâneas e recorrentes (SRSs). As características das SRSs observadas nos animas durante o período crônico são semelhantes às crises parciais complexas dos seres humanos e recorrem de 2-3 vezes por semana/animal. Além disso, o modelo de epilepsia induzido pela pilocarpina é válido não somente para se estudar a patogênese da epilepsia do lobo temporal em humanos como também para se testar a viabilidade de drogas antiepilépticas. Esse artigo de revisão aborda diversos aspectos do modelo de epilepsia induzido pela pilocarpina.

Hipometabolismo cerebral em pacientes com esclerose mesial temporal demonstrado pelo FDG-PET / Brain hypometabolism in patients with mesial-temporal sclerosis demonstrated by FDG-PET

O objetivo deste estudo foi avaliar a extensao do hipometabolismo cerebral em pacientes com esclerose mesial temporal (EMT). MÉTODO: Este estudo retrospectivo incluiu 21 pacientes que apresentavam epilepsia parcial complexa refrataria à terapia e que foram selecionados para cirurgia após análise extensa que incluía: EEG de superfície e estudos de neuroimagem (PET, SPECT e ressonância magnética). Todos os pacientes foram submetidos a intervençao cirúrgica e tiveram confirmaçao histológica de EMT. Uma análise semi-quantitativa foi realizada, utilizando regioes de interesse (ROIs) nas seguintes estruturas: lobos frontais, parietais e occipitais, gânglios da base, tálamos, cerebelo e três diferentes regioes nos lobos temporais, que compreendiam o córtex medial, inferior e lateral. Um índice de assimetria (IA) foi calculado, comparando as contagens por pixel nas estruturas homólogas em ambos os hemisférios cerebrais. Os IAs das diferentes estruturas foram entao correlacionados. RESULTADOS: Uma correlaçao significativa foi demonstrada entre os IAs do córtex medial dos lobos temporais e aqueles dos lobos frontais, dos lobos parietais, dos gânglios da base e dos tálamos (r = 0,72, 0,62, 0,47 e 0,47 respectivamente com p < 0,05 ). Foi demonstrada correlaçao altamente significativa dos IAs das 3 regioes do lobo temporal entre si (chegando a 0,86 entre os IAs das regioes mediais do lobo temporal e os IAs das regioes inferiores). CONCLUSAO: Esses dados indicam que o hipometabolismo se estende além do foco epiléptico no lobo temporal em pacientes com epilepsia parcial complexa relacionada a EMT. O metabolismo na porçao medial do lobo temporal é mais correlacionado com o metabolismo no lobo frontal do que com aquele de outras estruturas cerebrais externas aos lobos temporais. Os mecanismos fisiopatológicos envolvidos no hipometabolismo continuam controversos

Disfunçäo endócrina reprodutiva e as epilepsias / Reproductive endocrine dysfuction and epilepsy

Recentemente, têm sido relatadas síndromes endócrinas em mulheres epilépticas, relacionando-se estas síndromes à reduçäo da fertilidade. Em particular, a síndrome do ovário policístico é observada com maior frequência em mulheres epiléticas, em comparaçäo à populaçäo geral. Alguns fatores podem ser considerados na tentativa de explicaçäo deste fenômeno. Em primeiro lugar, é possível que a atividade epilética, através de descargas paroxísticas atingindo o hipotálamo, interfira na atividade funcional hormonal, em particular no pulso gerador do hormônio liberador da gonadotropina (GnRH). Por outro lado, alteraçöes endócrinas decorrentes de ciclos anovulatórios poderiam estar relacionadas ao desencadeamento de descargas epiléticas, talvez por açäo direta dessa concentraçäo hormonal anormalmente elevada nas estruturas límbicas. O objetivo deste trabalho é estudar, à luz da literatura disponível, a possível relaçäo entre crises epiléticas originadas no lobo temporal e síndrome de disfunçöes hormonais sexuais, em especial a síndrome do ovário policístico.