Epilepsie, gekenmerkt door twee of meer aanvallen binnen 24 uur zonder duidelijke oorzaak, treft wereldwijd ~50 miljoen mensen1. Onder hen wordt gemeld dat 10-15 miljoen mensen geneesmiddelresistente epilepsiehebben 2. Daarom is onderzoek naar epilepsie cruciaal. De aandoening omvat korte episodes van gedeeltelijke of gegeneraliseerde onwillekeurige beweging, variërend van leeg staren tot verstijven en schudden van het lichaam, en is gekoppeld aan een golf van elektrische activiteit in de hersenen3.
Historisch gezien is het onderzoek naar epilepsie gebaseerd op knaagdieren en andere zoogdieren vanwege hun evolutionaire overeenkomsten met mensen. Deze methoden kunnen echter tijdrovend en duur zijn, waardoor een alternatieve aanpak nodig is 4,5. Niet-zoogdieren zoals fruitvliegjes, bloedzuigers, kikkervisjes, zebravissen en rondwormen zijn gebruikt in onderzoeken en hebben veelbelovende resultaten laten zien6. Bovendien werd aangetoond dat planaria een vergelijkend genomisch studiemodel zou kunnen bieden tussen ongewervelde en menselijke genomen, naast de mogelijkheid om pro-convulsieve, anti-epileptica (ASM) en gedragspatronen te testen6. Planaria (Phylum Platyhelminthes), bekend als platwormen en leden van de Turbellaria-klasse, staan vooral bekend om hun regeneratieve vermogen; Dit onderzoek concentreert zich echter op hun reactie op stoffen die epileptische aanvallen veroorzaken.
Planaria delen fundamentele neurologische mechanismen met mensen, zoals responsiviteit op serotonine en dopamine, vertonen een gelijkenis van 95% met de zenuwstelselgerelateerde genen in de hersenen van zoogdieren en bezitten een herkenbare hersenstructuur7. Bovendien vertonen ze waarneembare bewegingen in laboratoriumomstandigheden en zijn ze kosteneffectief, tijdbesparend en ethisch in vergelijking met knaagdieren of andere zoogdieren. Deze waarneembare gedragingen, zoals schroefachtige, C-achtige en walnootvormige bewegingen, zijn al tientallen jaren uitgebreid gedocumenteerd en worden in verband gebracht met stoffen als cocaïne, nicotine, dopamine en pilocarpine 7,8,9,10,11,12,13,14. Vandaar dat planaria naar voren komen als een levensvatbaar model voor onderzoek naar epilepsiegeneesmiddelen bij mensen.
Deze methode heeft tot doel neuronen van planaria te karakteriseren die zijn blootgesteld aan pilocarpine met behulp van een Golgi-kleuring. De Golgi-kleuring wordt gebruikt om neuronen te visualiseren onder lichtmicroscopie en is gebruikt om te onderzoeken of een verandering in morfologie verband houdt met epileptische aanvallen 15,16,17. De huidige literatuur heeft geen bewijs dat Golgi-kleuring wordt uitgevoerd op planarische hersenen. Hoewel eerdere studies farmacologische effecten hebben gedocumenteerd door gedragsfenotypes te observeren, is dit manuscript het eerste dat de neuronen van planaria die zijn blootgesteld aan pilocarpine karakteriseert met behulp van Golgi-kleuring11,18. Deze techniek blijkt waardevol bij het visualiseren en begrijpen van de morfologische veranderingen die gepaard gaan met epileptische aanvallen. Deze studie merkte een significante toename op van de frequentie van oscillerend dorsaal oscillatiegedrag bij planarische wormen naarmate de concentratie pilocarpine werd verhoogd.