Increased Expression of Brain-Derived Neurotrophic Factor Transcripts I and VI, cAMP Response Element Binding, and Glucocorticoid Receptor in the Cortex of Patients with Temporal Lobe Epilepsy

Abstract

A body of evidence supports a relevant role of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in temporal lobe epilepsy (TLE). Magnetic resonance data reveal that the cerebral atrophy extends to regions that are functionally and anatomically connected with the hippocampus, especially the temporal cortex. We previously reported an increased expression of BDNF messenger for the exon VI in the hippocampus of temporal lobe epilepsy patients compared to an autopsy control group. Altered levels of this particular transcript were also associated with pre-surgical use of certain psychotropic. We extended here our analysis of transcripts I, II, IV, and VI to the temporal cortex since this cerebral region holds intrinsic communication with the hippocampus and is structurally affected in patients with TLE. We also assayed the cyclic adenosine monophosphate response element-binding (CREB) and glucocorticoid receptor (GR) genes as there is experimental evidence of changes in their expression associated with BDNF and epilepsy. TLE and pre-surgical pharmacological treatment were considered as the primary clinical independent variables. Transcripts BDNF I and BDNF VI increased in the temporal cortex of patients with pharmacoresistant TLE. The expression of CREB and GR expression follow the same direction. Pre-surgical use of selective serotonin reuptake inhibitors, carbamazepine (CBZ) and valproate (VPA), was associated with the differential expression of specific BDNF transcripts and CREB and GR genes. These changes could have functional implication in the plasticity mechanisms related to temporal lobe epilepsy.

Elevated levels of BDNF and cathepsin‐das possible peripheral markers of neurodegeneration in plasma of patients with glutaric acidemia type I

“…Increased levels of BDNF have been reported in brain pathologies, although little is known about their role in the pathophysiology of neurometabolic diseases. In this context, a recent study reported an increased expression of BDNF transcripts I and VI in cerebral cortex of patients with temporal lobe epilepsy (Martinez‐Levy et al, ). This increase was related to the high demand for plasticity readjustments required to recover the brain tissue from the damage caused by persistent seizures, similar to the increase in BDNF protein levels measured in brain cortex samples of epileptic patients (Takahashi et al, ).…”

Significant association of <em>BDNF</em> rs6265 G&gt;A polymorphism with susceptibility to epilepsy: a meta-analysis

“…Martínez-Levy et al and de Souza Bernardino et al found an increased expression of BDNF transcription in patients with epilepsy, which also supported the idea that the high expression of BDNF in some brain areas may contribute to limbic seizures. 34 , 35 Moreover, transgenic mice with high expression of BDNF also indicated an increased seizure risk combined with a hippocampal hyperexcitability. 13 This cumulative evidence prompted the idea that the abnormalities in the BDNF gene may be responsible for epileptogenesis.…”

Association of the carriage of IL-1B rs1143634 and rs16944 polymorphisms and BDNF rs6265 polymorphism with temporal lobe epilepsy

“…Одной из наиболее частых причин развития височной эпилепсии является склероз гиппокампа, что нередко предопределяет необходимость хирургического вмешательства [1][2]. Показано, что трансформация нормального паттерна активности нейронов в пароксизмальный сопровождается изменениями экспрессии цитокинов в гиппокампе и височной коре головного мозга, в том числе интерлейкина (ИЛ) 1β и нейротрофического фактора мозга (Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF), связанного с мембранно-ассоциированным тирозинкиназным рецептором В, кодируемым геном NTRK2 [3][4].…”

“…Особое внимание в развитии височной эпилепсии уделяют BDNF -нейротрофину, способствующему росту, выживанию и дифференциации нейронов, а также синаптической пластичности в различных регионах мозга, особенно в гиппокампе. Так, показана повышенная экспрессия BDNF в гиппокампе, височной коре во время приступов у пациентов с фармакорезистентными формами эпилепсии [4]. ОНП rs6265 гена BDNF представляет собой функцио-нально релевантный полиморфизм, который ассоциирован с секрецией BDNF и объемом гиппокампа [11].…”

“…Исследователи наблюдали антиконвульсивное и нейропротективное действие нейротрофических факторов, включая BDNF, который стимулирует развитие клеток ЦНС и периферической нервной системы, помогает поддерживать выживание существующих нейронов и способствует росту и дифференцировке новых нейронов и синапсов [23]. В то же время описана повышенная экспрессия BDNF в гиппокампе, височной коре у пациентов с фармакорезистентной эпилепсией, а также в животной модели эпилепсии [4,24]. Показано снижение уровня BDNF в сыворотке и плазме крови у взрослых больных эпилепсией [25].…”