Neuroglial apoptosis and neuroinflammation play an important role in epileptogenesis. The aim of this study is to evaluate neuronal and glial apoptosis in association with neuroinflammation in brain epileptic focus and inflammatory changes in blood in patients with focal drug-resistant epilepsy (DRE). Pathological changes in the temporal lobe in epilepsy (histology, transmission electron microscopy), levels of apoptotic and neuroinflammatory proteins: active caspase-3 (immunohistochemistry), full-length form caspase-3, caspase-9, FAS, FAS-L, NF-kB, TNF-α, p53 (Western blot), and cytokine levels in blood: IL-1β, IL-2, IL-4, IL-7, TNF-α, etc. (multiplex analysis) were studied. In the present work, ultrastructural and immunohistochemical apoptotic signs were found in neurons and oligodendrocytes in the temporal lobe of DRE patients. Levels of proinflammatory cytokines that play a role in apoptosis (TNF-α, FAS, NF-kB) were increased. The blood concentration of IL-4, IL-7, TNF-α is increased and IL-2 is reduced. Oligodendroglial apoptosis has been shown to play an important role in DRE pathogenesis and to explain demyelination. Thus, a comprehensive analysis of revealed changes in the blood and brain in DRE patients showed the neuroinflammation in the epileptic focus, which was combined with the development of apoptosis of glial cells and neurons. This creates conditions for the development of drug resistance and the epilepsy progression.

Drug-resistance epilepsy (DRE) is a key problem in neurology. It is possible that damage to the blood–brain barrier (BBB) may affect resistance in DRE. The aim of this work was to assess the damage and dysfunction in the BBB in the area of epileptic foci in patients with DRE under conditions of neuroinflammation. The changes to the BBB in temporal lobe epilepsy (by immunohistochemistry and transmission electron microscopy), levels of neuroinflammatory proteins, and cytokine levels in the blood (by multiplex analysis) were studied. Increased levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) and growth-regulated protein (GRO), and decreased levels of epidermal growth factor (EGF) in plasma, combined with overexpression of the VEGF-A receptor by endotheliocytes were detected. Malformation-like growths of the basement membrane of the capillaries of the brain complicate the delivery of antiepileptic drugs (AEDs). Dysplasia of the basement membrane is the result of inadequate reparative processes in chronic inflammation. In conclusion, it should be noted that damage to the microcirculatory network of the brain should be considered one of the leading factors contributing to DRE.

Medical article медицинская статья

Актуальность. Поиск причин возникновения эпилепсии и разработка новых методов её коррекции — важнейшие задачи современной неврологии. Исследования последних лет посвящены изучению роли нейронального апоптоза при эпилепсии, вопрос гибели глиальных клеток остается малоизученным. Однако именно взаимодействие нейронов и глии модулирует физиологические функции мозга и лежит в основе многих неврологических заболеваний, что указывает на важность комплексного изучения морфофункционального состояния этих клеток при эпилепсии. Цель работы. Оценить значение апоптотической гибели нейронов и глии в патогенезе фармакорезистентной височной эпилепсии по наличию экспрессии caspase-3 в клетках головного мозга и ультраструктурным проявлениям. Материалы и методы. Объект исследования — биоптаты коры и белого вещества головного мозга в зоне эпилептических очагов от 20 пациентов с фармакорезистентной височной эпилепсией. Материал для группы сравнения получен при аутопсиях от 6 пациентов без эпилепсии. Выполнены иммуногистохимическиие реакции с антителами к caspase-3 и ультраструктурный анализ биоптатов. Результаты. Во всех случаях (100%) у больных с эпилепсией выявлена экспрессия caspase-3 в глиоцитах с преимущественной локализацией в коре височной доли. Экспрессия caspase-3 в нейронах обнаружена в 20% наблюдений в единичных клетках. В группе сравнения экспрессия caspase-3 отмечалась только в единичных глиоцитах коры. С помощью электронной микроскопии в коре обнаружено значительное число нейронов с признаками апоптоза на разных стадиях развития этого процесса. В глиальных клетках апоптотические изменения наблюдались преимущественно в олигодендроцитах как в коре, так и в белом веществе мозга. Заключение. Обнаруженная экспрессия caspase-3 в глиоцитах коры и белого вещества эпилептических очагов свидетельствует об активном участии глии в патогенезе эпилепсии. С помощью электронной микроскопии нами установлено, что основную часть апоптотически гибнущих клеток глии составляют олигодендроглиоциты, что в частности объясняет известный феномен повреждения миелина в эпилептических очагах. Факт электронно-микроскопического обнаружения большого числа апоптотически измененных нейронов в биоптатах коры при незначительной экспрессии в них caspase-3 может свидетельствовать об иной природе возникновения нейронального апоптоза. Таким образом, глио-нейрональный апоптоз при фармакорезистентной эпилепсии имеет значительное проявление, что влияет на прогрессирование заболевания, создавая условия для развития эпилептического статуса и когнитивных расстройств. Дальнейшее изучение этого вопроса открывает перспективы новой терапевтической стратегии в лечении эпилепсии.