Morphological changes in the rat brain following gamma irradiation at different stages of prenatal development determine susceptiblity to seizures

Wystawienia szczurów na promieniowania gamma w różnych stadiach rozwojowych mogą powodować zaburzenia neurogenezy i migracji komórkowej przyczyniając się do powstania dysplazji, które zmieniając właściwości mózgu wpływają na większą podatność neuronów mózgowia do generowania drgawek w dojrzałym mózgu. Czas neurogenezy danej struktury jest wyznaczony czasowo i przestrzennie. W rezultacie, stadium rozwojowe na którym doszło do zaburzenia epilepsji, determinuje która z populacji komórek potencjalnie włączonych w mechanizm epilepsji, zostanie bezpowrotnie zredukowana. Niniejsze badania próbują zweryfikować hipotezę, że w zależności od stopnia dysplazji podatność na padaczkę jest inna. Ciężarne samice szczurów szczepu Wistar wystawiono na promieniowanie gamma w dniach 13, 15, 17 lub 19 (E13, E15, E17 lub E19). Sześćdziesięciodniowe potomstwo samic poddanych radiacji zostało zabite, następnie wypreparowano mózgi i zmierzono rozległość niedorozwoju za pomocą programu ImageJ. Generalnie, intensywność deformacji w mózgu była stosunkowo wyższa u szczurów poddanych napromienianiu w stadiach E13 lub E15, ale niższa u szczurów poddanych napromienianiu w E17 lub E19. Wyniki eksperymentów dowodzą, że dysplazja nabyta podczas rozwoju prenatalnego może znacząco wzmocnić lub zmniejszyć podatność mózgu na napady epileptyczne. Jednak relacja ta zależy nie tylko od stadium rozwoju, ale także od specyficznej populacji komórek dotkniętych przez radiację.

An exposure of rats to gamma irradiation at different stages of prenatal development interrupts process of neurogenesis and/or neuronal migration produces brain dysplasia which modifies susceptibility to epileptic seizures in adulthood. The time of neurogenesis has a strictly defined time-table. In results, the developmental stage at which the interruption occurs determines what functional subsystem, potentially involved in epileptogenesis, will suffer from irreversible neuronal deficit. The present study attempts to verify a hypothesis that brain dysplasias should lead to different susceptibility to epilepsy. Pregnant Wistar rats were exposed to gamma-rays on gestation days 13, 15,17 or 19 (E13, E15, E17 or E19). Sixty-day-old offsprings of the females were killed, and after preparation of brain tissue, the range of brain malformation was measured in ImageJ. Generally, the intensity of malformation in brain was relatively high in rats irradiated on E13 or E15 but low in rats irradiated on E17 or E19. The data provide evidence that dysplasias acquired during prenatal development may significantly amplify or reduce the brain susceptibility to seizures. However, this relation depends not only on the developmental stage at which the dysplasias were produced but also on specificity of neuronal subsystems affected by the irradiation.