No association between ApoE polymorphism and febrile seizures.

Seizures associated with fever are a common pediatric problem, affecting about 2-7 % of children between 3 months and 5 years of age. Differentiation of febrile seizures from acute symptomatic seizures secondary to central nervous system infections or seizures associated with fever in children with epilepsy is essential to provide appropriate treatment and follow-up care. Here, we tested the hypothesis that children who exhibit simple febrile seizures during early childhood, but do not develop epileptic seizures later in life, might preferentially carry the ApoE2 allele of the gene coding for the apolipoprotein E. We did not find any differences in the distribution of ApoE alleles or genotypes between individuals who exhibited simple febrile seizures (n = 93) and age-matched, typically developing subjects (n = 80). We found that the observed allele and genotype frequencies did not deviate from Hardy-Weinberg equilibrium, which suggests that the frequencies of ApoE alleles and genotypes are stable in the Swiss population from which our samples were derived. Across both groups of subjects (n = 173), we found an ApoE2 allele frequency of 0.064, an ApoE3 frequency of 0.829 and an ApoE4 frequency of 0.107. Our findings are consistent with previous reports of the distribution of ApoE polymorphism for European subjects free of any neurological disorders, and show that the different alleles of the gene coding for the apolipoprotein E are not associated with the occurrence of simple febrile seizures.

Alterations of cell-mediated immune response in children with febrile seizures

The aim of the present investigation was to study the distribution of T-cell subsets in peripheral blood defined by monoclonal antibodies and by the lymphocyte proliferative response to phytohemagglutinin (PHA) in 30 children with febrile seizures and in 14 age-matched control subjects. Frequent respiratory, urinary and dermatologic infections were observed in 22 patients. The immunologic parameters showed that 64% of the patients presented an increased number of CD8+ cells and a low helper/suppressor ratio was observed in 60% of the patients. In addition, the proliferative response of lymphocytes to PHA was impaired in the patients It was observed the presence of inhibitory activity on lymphocyte function in the plasma of 33% of children with febrile seizures. These results suggest that patients with febrile seizures have an impairment of cellular immunity that may be connected with this epileptic syndrome and explain the infections observed.

A missense mutation of the Na+ channel αII subunit gene Nav1.2 in a patient with febrile and afebrile seizures causes channel dysfunction

Generalized epilepsy with febrile seizures plus (GEFS+), a clinical subset of febrile seizures (FS), is characterized by frequent episodes beyond 6 years of age (FS+) and various types of subsequent epilepsy. Mutations in β1 and αI-subunit genes of voltage-gated Na+ channels have been associated with GEFS+1 and 2, respectively. Here, we report a mutation resulting in an amino acid exchange (R187W) in the gene encoding the α-subunit of neuronal voltage-gated Na+ channel type II (Nav1.2) in a patient with FS associated with afebrile seizures. The mutation R187W occurring on Arg187, a highly conserved residue among voltage-gated Na+ channels, was not found in 224 alleles of unaffected individuals. Whole-cell patch clamp recordings on human embryonic kidney (HEK) cells expressing a rat wild-type (rNav1.2) and the corresponding mutant channels showed that the mutant channel inactivated more slowly than wild-type whereas the Na+ channel conductance was not affected. Prolonged residence in the open state of the R187W mutant channel may augment Na+ influx and thereby underlie the neuronal hyperexcitability that induces seizure activity. Even though a small pedigree could not show clear cosegregation with the disease phenotype, these findings strongly suggest the involvement of Nav1.2 in a human disease and propose the R187W mutation as the genetic defect responsible for febrile seizures associated with afebrile seizures.

Texture analysis of high resolution MRI allows discrimination between febrile and afebrile initial precipitating injury in mesial temporal sclerosis

A computational pipeline combining texture analysis and pattern classification algorithms was developed for investigating associations between high-resolution MRI features and histological data. This methodology was tested in the study of dentate gyrus images of sclerotic hippocampi resected from refractory epilepsy patients. Images were acquired using a simple surface coil in a 3.0T MRI scanner. All specimens were subsequently submitted to histological semiquantitative evaluation. The computational pipeline was applied for classifying pixels according to: a) dentate gyrus histological parameters and b) patients' febrile or afebrile initial precipitating insult history. The pipeline results for febrile and afebrile patients achieved 70% classification accuracy, with 78% sensitivity and 80% specificity [area under the reader observer characteristics (ROC) curve: 0.89]. The analysis of the histological data alone was not sufficient to achieve significant power to separate febrile and afebrile groups. Interesting enough, the results from our approach did not show significant correlation with histological parameters (which per se were not enough to classify patient groups). These results showed the potential of adding computational texture analysis together with classification methods for detecting subtle MRI signal differences, a method sufficient to provide good clinical classification. A wide range of applications of this pipeline can also be used in other areas of medical imaging. Magn Reson Med, 2012. (c) 2012 Wiley Periodicals, Inc.

Role of the cotransporter KCC2 in cortical excitatory synapse development and febrile seizure susceptibility

Le co-transporteur KCC2 spécifique au potassium et chlore a pour rôle principal de réduire la concentration intracellulaire de chlore, entraînant l’hyperpolarisation des courants GABAergic l’autorisant ainsi à devenir inhibiteur dans le cerveau mature. De plus, il est aussi impliqué dans le développement des synapses excitatrices, nommées aussi les épines dendritiques. Le but de notre projet est d’étudier l’effet des modifications concernant l'expression et la fonction de KCC2 dans le cortex du cerveau en développement dans un contexte de convulsions précoces. Les convulsions fébriles affectent environ 5% des enfants, et ce dès la première année de vie. Les enfants atteints de convulsions fébriles prolongées et atypiques sont plus susceptibles à développer l’épilepsie. De plus, la présence d’une malformation cérébrale prédispose au développement de convulsions fébriles atypiques, et d’épilepsie du lobe temporal. Ceci suggère que ces pathologies néonatales peuvent altérer le développement des circuits neuronaux irréversiblement. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent ces effets ne sont pas encore compris. Nous avons pour but de comprendre l'impact des altérations de KCC2 sur la survenue des convulsions et dans la formation des épines dendritiques. Nous avons étudié KCC2 dans un modèle animal de convulsions précédemment validé, qui combine une lésion corticale à P1 (premier jour de vie postnatale), suivie d'une convulsion induite par hyperthermie à P10 (nommés rats LHS). À la suite de ces insultes, 86% des rats mâles LHS développent l’épilepsie à l’âge adulte, au même titre que des troubles d’apprentissage. À P20, ces animaux presentent une augmentation de l'expression de KCC2 associée à une hyperpolarisation du potentiel de réversion de GABA. De plus, nous avons observé des réductions dans la taille des épines dendritiques et l'amplitude des courants post-synaptiques excitateurs miniatures, ainsi qu’un déficit de mémoire spatial, et ce avant le développement des convulsions spontanées. Dans le but de rétablir les déficits observés chez les rats LHS, nous avons alors réalisé un knock-down de KCC2 par shARN spécifique par électroporation in utero. Nos résultats ont montré une diminution de la susceptibilité aux convulsions due à la lésion corticale, ainsi qu'une restauration de la taille des épines. Ainsi, l’augmentation de KCC2 à la suite d'une convulsion précoce, augmente la susceptibilité aux convulsions modifiant la morphologie des épines dendritiques, probable facteur contribuant à l’atrophie de l’hippocampe et l’occurrence des déficits cognitifs. Le deuxième objectif a été d'inspecter l’effet de la surexpression précoce de KCC2 dans le développement des épines dendritiques de l’hippocampe. Nous avons ainsi surexprimé KCC2 aussi bien in vitro dans des cultures organotypiques d’hippocampe, qu' in vivo par électroporation in utero. À l'inverse des résultats publiés dans le cortex, nous avons observé une diminution de la densité d’épines dendritiques et une augmentation de la taille des épines. Afin de confirmer la spécificité du rôle de KCC2 face à la région néocorticale étudiée, nous avons surexprimé KCC2 dans le cortex par électroporation in utero. Cette manipulation a eu pour conséquences d’augmenter la densité et la longueur des épines synaptiques de l’arbre dendritique des cellules glutamatergiques. En conséquent, ces résultats ont démontré pour la première fois, que les modifications de l’expression de KCC2 sont spécifiques à la région affectée. Ceci souligne les obstacles auxquels nous faisons face dans le développement de thérapie adéquat pour l’épilepsie ayant pour but de moduler l’expression de KCC2 de façon spécifique.

Role of the cotransporter KCC2 in cortical excitatory synapse development and febrile seizure susceptibility

Le co-transporteur KCC2 spécifique au potassium et chlore a pour rôle principal de réduire la concentration intracellulaire de chlore, entraînant l’hyperpolarisation des courants GABAergic l’autorisant ainsi à devenir inhibiteur dans le cerveau mature. De plus, il est aussi impliqué dans le développement des synapses excitatrices, nommées aussi les épines dendritiques. Le but de notre projet est d’étudier l’effet des modifications concernant l'expression et la fonction de KCC2 dans le cortex du cerveau en développement dans un contexte de convulsions précoces. Les convulsions fébriles affectent environ 5% des enfants, et ce dès la première année de vie. Les enfants atteints de convulsions fébriles prolongées et atypiques sont plus susceptibles à développer l’épilepsie. De plus, la présence d’une malformation cérébrale prédispose au développement de convulsions fébriles atypiques, et d’épilepsie du lobe temporal. Ceci suggère que ces pathologies néonatales peuvent altérer le développement des circuits neuronaux irréversiblement. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent ces effets ne sont pas encore compris. Nous avons pour but de comprendre l'impact des altérations de KCC2 sur la survenue des convulsions et dans la formation des épines dendritiques. Nous avons étudié KCC2 dans un modèle animal de convulsions précédemment validé, qui combine une lésion corticale à P1 (premier jour de vie postnatale), suivie d'une convulsion induite par hyperthermie à P10 (nommés rats LHS). À la suite de ces insultes, 86% des rats mâles LHS développent l’épilepsie à l’âge adulte, au même titre que des troubles d’apprentissage. À P20, ces animaux presentent une augmentation de l'expression de KCC2 associée à une hyperpolarisation du potentiel de réversion de GABA. De plus, nous avons observé des réductions dans la taille des épines dendritiques et l'amplitude des courants post-synaptiques excitateurs miniatures, ainsi qu’un déficit de mémoire spatial, et ce avant le développement des convulsions spontanées. Dans le but de rétablir les déficits observés chez les rats LHS, nous avons alors réalisé un knock-down de KCC2 par shARN spécifique par électroporation in utero. Nos résultats ont montré une diminution de la susceptibilité aux convulsions due à la lésion corticale, ainsi qu'une restauration de la taille des épines. Ainsi, l’augmentation de KCC2 à la suite d'une convulsion précoce, augmente la susceptibilité aux convulsions modifiant la morphologie des épines dendritiques, probable facteur contribuant à l’atrophie de l’hippocampe et l’occurrence des déficits cognitifs. Le deuxième objectif a été d'inspecter l’effet de la surexpression précoce de KCC2 dans le développement des épines dendritiques de l’hippocampe. Nous avons ainsi surexprimé KCC2 aussi bien in vitro dans des cultures organotypiques d’hippocampe, qu' in vivo par électroporation in utero. À l'inverse des résultats publiés dans le cortex, nous avons observé une diminution de la densité d’épines dendritiques et une augmentation de la taille des épines. Afin de confirmer la spécificité du rôle de KCC2 face à la région néocorticale étudiée, nous avons surexprimé KCC2 dans le cortex par électroporation in utero. Cette manipulation a eu pour conséquences d’augmenter la densité et la longueur des épines synaptiques de l’arbre dendritique des cellules glutamatergiques. En conséquent, ces résultats ont démontré pour la première fois, que les modifications de l’expression de KCC2 sont spécifiques à la région affectée. Ceci souligne les obstacles auxquels nous faisons face dans le développement de thérapie adéquat pour l’épilepsie ayant pour but de moduler l’expression de KCC2 de façon spécifique.

Idiopathic epilepsies with seizures precipitated by fever and SCN1A abnormalities

Purpose: SCN1A is the most clinically relevant epilepsy gene, most mutations lead to severe myoclonic epilepsy of infancy (SMEI) and generalized epilepsy with febrile seizures plus (GEFS+). We studied 132 patients with epilepsy syndromes with seizures precipitated by fever, and performed phenotype-genotype correlations with SCN1A alterations. Methods: We included patients with SMEI including borderline SMEI (SMEB), GEFS+, febrile seizures (FS), or other seizure types precipitated by fever. We performed a clinical and genetic study focusing on SCN1A, using dHPLC, gene sequencing, and MLPA to detect genomic deletions/duplications on SMEI/SMEB patients. Results: We classified patients as: SMEI/SMEB = 55; GEFS+ = 26; and other phenotypes = 51. SCN1A analysis by dHPLC/sequencing revealed 40 mutations in 37 SMEI/SMEB (67%) and 3 GEFS+ (11.5%) probands. MLPA showed genomic deletions in 2 of 18 SMEI/SMEB. Most mutations were de novo (82%). SMEB patients carrying mutations (8) were more likely to have missense mutations (62.5%), conversely SMEI patients (31) had more truncating, splice site or genomic alterations (64.5%). SMEI/SMEB with truncating, splice site or genomic alterations had a significantly earlier age of onset of FS compared to those with missense mutations and without mutations (p = 0.00007, ANOVA test). None of the remaining patients with seizures precipitated by fever carried SCN1A mutations. Conclusion: We obtained a frequency of 71% SCN1A abnormalities in SMEI/SMEB and of 11.5% in GEFS+ probands. MLPA complements DNA sequencing of SCN1A increasing the mutation detection rate. SMEI/SMEB with truncating, splice site or genomic alterations had a significantly earlier age of onset of FS. This study confirms the high sensitivity of SCN1A for SMEI/SMEB phenotypes. © 2007 International League Against Epilepsy.

The Treatment of Neonatal Seizures: A Critical Review of the Evidence

In a critical review of the literature to assess the efficacy of monotherapy and subsequent combinant anticonvulsant therapy in the treatment of neonatal seizures, four studies were examined; three randomised control trials and one retrospective cohort study. Each study used phenobarbital for monotherapy with doses reaching a maximum of 40mg/kg. Anticonvulsant drugs used in conjunction with phenobarbitone for combinant therapy included midazolam, clonazepam, lorazepam, phenytoin and lignocaine. Each study used an electroencephalograph for seizure diagnosis and neonatal monitoring when determining therapy efficacy and final outcome assessments. Collectively the studies suggest neither monotherapy nor combinant therapy are entirely effective in seizure control. Monotherapy demonstrated a 29% - 50% success rate for complete seizure control whereas combinant therapy administered after the failure of monotherapy demonstrated a success rate of 43% - 100%. When these trials were combined the overall success for monotherapy was 44% (n = 34/78) and for combinant therapy 72% ( n = 56/78). Though the evidence was inconclusive, it would appear that combinant therapy is of greater benefit to infants unresponsive to monotherapy. Further research such as multi-site randomised controlled trials using standardised criteria and data collection are required within this specialised area.

Investigation of the role of the GABRG2 gene variant in migraine

Migraine is the most common neurological disorder worldwide affecting about 12% of the worldwide population. This disorder has been classed into two main types of migraine—with and without aura. While a number of factors can influence the onset of migraine, a major factor is that of genetics. The GABAA gene encodes for the GABAA receptor. Along with other receptors, the GABAA receptor is involved in the mediation of neuronal activities. In this study, a GABRG2 gene (GABAA receptor gamma-2-subunit) SNP (rs211037) was genotyped on a migraine case–control population of 546 (273 affected and an equal number of healthy) individuals. Using specifically designed primers, a high resolution melt (HRM) assay was carried out in the genotyping process. After genotyping, results were compared in the case and control populations. Analysis of results showed no significant differences in the allele frequencies between case and control populations. Similarly no differences were detected for subtypes or for a specific gender of migraine (p > 0.05). Although this gene has been previously found to be involved in febrile seizures and there is some co-morbidity between epilepsy and migraine, we decided to investigate this marker for involvement in migraine. The results did not support a role for the tested GABRG2 variant in migraine.