Multimodal single-cell profiling reveals neuronal vulnerability and pathological cell states in focal cortical dysplasia

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Galvao, Isabella C. ; Lemoine, Manuela ; Messias, Lauana A. ; Araujo, Patricia A. O. R. A. ; Geraldis, Jaqueline C. ; Yasuda, Clarissa L. ; Alvim, Marina K. M. ; Ghizoni, Enrico ; Tedeschi, Helder ; Cendes, Fernando ; Rogerio, Fabio ; Lopes-Cendes, Iscia ; Veiga, Diogo F. T.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ISCIENCE; v. 27, n. 12, p. 20-pg., 2024-12-20.

Resumo

Focal cortical dysplasia (FCD) is a neurodevelopmental condition characterized by malformations of the cerebral cortex that often cause drug-resistant epilepsy. In this study, we performed multi-omics single-nuclei profiling to map the chromatin accessibility and transcriptome landscapes of FCD type II, generating a comprehensive multimodal single-nuclei dataset comprising 61,525 cells from 11 clinical samples of lesions and controls. Our findings revealed profound chromatin, transcriptomic, and cellular alterations affecting neuronal and glial cells in FCD lesions, including the selective loss of upper-layer excitatory neurons, significant expansion of oligodendrocytes and immature astrocytic populations, and a distinct neuronal subpopulation harboring dysmorphic neurons. Furthermore, we uncovered activated microglia subsets, particularly in FCD IIb cases. This comprehensive study unveils neuronal and glial cell states driving FCD development and epileptogenicity, enhancing our understanding of FCD and offering directions for targeted therapy development. (AU)

• Processo FAPESP: 20/06168-4 - Avaliação do papel de regiões regulatórias genômicas em cis nos mecanismos da Epilepsia do Lobo Temporal Mesial associada à Esclerose Hipocampal
• Beneficiário: Jaqueline Cruz Geraldis
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/07382-2 - Integração de tecnologias ômicas para caracterizar biomarcadores epigenéticos em doenças humanas: rumo a uma melhor compreensão dos mecanismos de doenças e novas terapias
• Beneficiário: Diogo Fernando Troggian Veiga
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 13/07559-3 - Instituto Brasileiro de Neurociência e Neurotecnologia - BRAINN
• Beneficiário: Fernando Cendes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 22/01530-2 - Integração de perfis de epigenômica e transcriptômica em células únicas para descoberta de novos alvos terapêuticos em Epilepsia
• Beneficiário: Isabella Cotta Galvão
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto