Evaluation de traitements dans un modèle de pause respiratoire suivant une crise d’épilepsie

L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments capables de prévenir ou réduire les pauses respiratoires induites par des crises épileptiques. Ces pauses respiratoires constituent un facteur majeur impliqué dans la mort subite inattendue en épilepsie (SUDEP), qui représente la cause la plus fréquente de décès directement liée à l’épilepsie. Les crises épileptiques généralisées de type tonico-clonique résultent de décharges électriques anormales et synchronisées au niveau cérébral, impliquant les deux hémisphères. Elles se caractérisent par deux phases principales : une phase tonique (contraction musculaire soutenue entraînant un raidissement du corps et des membres), suivie d’une phase clonique (secousses musculaires rythmiques et incontrôlées). Ces manifestations motrices peuvent s’accompagner de perturbations des fonctions vitales, notamment respiratoires. Bien que des traitements antiépileptiques permettent aujourd’hui de contrôler les crises chez une proportion importante de patients, environ 30 % des personnes atteintes d’épilepsie présentent une forme pharmaco-résistante, caractérisée par une absence de réponse satisfaisante aux traitements médicamenteux disponibles. Chez ces patients, le risque de SUDEP est significativement plus élevé, en particulier en présence de crises tonico-cloniques généralisées récurrentes. Dans ce contexte, le développement de nouvelles approches thérapeutiques visant à limiter les altérations respiratoires associées aux crises représente un enjeu majeur. Le présent projet vise ainsi à identifier et caractériser de nouveaux candidats médicaments susceptibles de prévenir les pauses respiratoires induites par les crises épileptiques, dans l’objectif à terme de réduire l’incidence de la mort subite inattendue en épilepsie et d’améliorer l’espérance de vie des patients.

Les bénéfices attendus de ce projet concernent l’identification et le développement de nouvelles approches thérapeutiques visant à prévenir ou limiter les pauses respiratoires associées aux crises épileptiques généralisées. Ces altérations respiratoires sont considérées comme un facteur majeur impliqué dans la mort subite inattendue en épilepsie, principale cause de mortalité directement liée à cette pathologie. Malgré la disponibilité de plusieurs traitements antiépileptiques, environ 30 % des patients présentent une épilepsie pharmaco-résistante et continuent à développer des crises généralisées récurrentes, ce qui augmente significativement leur risque de complications graves, dont la SUDEP. Dans ce contexte, l’identification de nouvelles stratégies thérapeutiques constitue un enjeu important pour améliorer la prise en charge de ces patients et augmenter leur chance de survie. Les modèles expérimentaux reproduisant les pauses respiratoires consécutives à des crises généralisées représentent des outils précliniques pertinents pour étudier les mécanismes physiopathologiques impliqués et pour évaluer l’efficacité de nouveaux candidats médicaments avant leur développement clinique. Ainsi, les résultats obtenus dans ce projet pourraient contribuer à identifier de nouveaux traitements capables de réduire les complications respiratoires associées aux crises épileptiques et, à terme, diminuer le risque de mortalité chez les patients atteints d’épilepsie pharmaco-résistante.

Les candidats médicaments seront administrés par une injection rapide qui dure quelques secondes ou par perfusion de quelques minutes. Les administrations peuvent être uniques ou répétées pendant plusieurs jours (e.g. 1/jour x 10 jours max), en fonction des spécificités du candidat traitement. Les rongeurs seront soumis à un stimulus sonore d’une durée maximale de 60 secondes chez la souris pendant 3 jours (sensibilisation) puis 1 à 2 jours supplémentaires (tests). En cas de pause respiratoire, les animaux seront placés sous assistance respiratoire pendant 120 secondes jusqu’à la reprise naturelle de la respiration. Un prélèvement de sang pourra être réalisé sous anesthésie (durée de quelques secondes), en général juste avant euthanasie.

Dans ce projet, l’induction de crises par un stimulus sonore peut générer un stress physique et physiologique chez les rongeurs, comparable à celui observé chez les patients lors de la survenue d’une crise épileptique. Les crises tonico-cloniques induisent des mouvements musculaires involontaires et un raidissement du corps et des membres pouvant s’accompagner d’inconfort ou de douleurs transitoires comparables à des crampes musculaires. La survenue de ces crises peut également provoquer une pause respiratoire de courte durée, généralement limitée à quelques secondes. Après la crise, les animaux peuvent présenter une phase transitoire caractérisée par une désorientation, une diminution temporaire de l’activité ou une fatigue passagère. L’administration des candidats médicaments ainsi que les prélèvements sanguins, lorsque ceux-ci sont réalisés, peuvent générer un stress transitoire lié à la contention et une légère douleur comparable à celle associée à l’introduction d’une aiguille, conformément aux pratiques vétérinaires standard. Une gêne locale au site d’injection ou des effets indésirables transitoires liés aux composés testés (par exemple sédation ou modification de l’activité) peuvent également survenir.

Les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque expérience car ils auront été soumis à plusieurs stimulations sonores et plusieurs crises épileptiques suivies d’une pause respiratoire. Ces procédures ne permettent pas le maintien en vie des animaux dans de bonnes conditions.

Les modèles de pauses respiratoires consécutives à des crises épileptiques sont largement étudiés chez la souris, espèce présentant une organisation neuronale et des mécanismes cardiorespiratoires pertinents pour l’étude des crises généralisées et pauses respiratoires associées. Les crises peuvent être induites de manière reproductible chez des souches sensibles aux stimulations sonores de forte intensité ou observées spontanément chez certaines lignées transgéniques, reproduisant des altérations respiratoires comparables à celles observées chez les patients. La souris constitue ainsi un modèle expérimental validé pour évaluer les effets de candidats médicaments sur la survenue et la résolution des pauses respiratoires associées aux crises épileptiques. Les animaux seront utilisés immédiatement après le sevrage, entre 21 et 41 jours après la naissance. Cette période correspond à une phase du développement au cours de laquelle les souris présentent une sensibilité élevée aux crises épileptiques et aux crises audiogènes, ce qui permet une induction reproductible des crises dans les modèles expérimentaux utilisés. Dans les modèles audiogènes, la susceptibilité aux crises est particulièrement marquée chez les jeunes animaux, alors qu’elle diminue progressivement à l’âge adulte. L’utilisation de souris dans cette fenêtre d’âge permet donc d’obtenir un phénotype stable et reproductible tout en limitant le nombre de stimulations nécessaires pour induire les crises. Par ailleurs, dans certains modèles génétiques d’épilepsie, notamment les lignées présentant des crises spontanées, les premiers événements épileptiques apparaissent également au cours de cette période juvénile. L’utilisation d’animaux dans cette tranche d’âge permet ainsi d’étudier les crises et les altérations respiratoires associées dans une phase précoce de la maladie.