The early infantile epileptic encephalopathies (EIEE) are a group of rare, severe neurodevelopmental disorders, where even the most thorough sequencing studies leave 60-65% of patients without a molecular diagnosis. Here, we explore the incompleteness of transcript models used for exome and genome analysis as one potential explanation for lack of current diagnoses. Therefore, we have updated the GENCODE gene annotation for 191 epilepsy-associated genes, using human brain-derived transcriptomic libraries and other data to build 3,550 novel putative transcript models. The extended transcriptional footprint of these genes allowed for 294 intronic or intergenic variants, found in human mutation databases, to be reclassified as exonic, while a further 70 intronic variants were reclassified as splice-site proximal. Using SCN1A as a case study due to its close phenotype/genotype correlation with Dravet syndrome, we screened 122 people with Dravet syndrome, or a similar phenotype, with a panel of novel exon sequences representing eight established genes and identified two de novo SCN1A variants that now, through improved gene annotation can be ascribed to residing among novel exons. These two (from 122 screened patients, 1.6%) new molecular diagnoses carry significant clinical implications. Furthermore, we identified a previously-classified SCN1A intronic Dravet-associated variant that now lies within a deeply conserved novel exon. Our findings illustrate the potential gains of thorough gene annotation in improving diagnostic yields for genetic disorders. We would expect to find new molecular diagnoses in our 191 genes that were originally suspected by clinicians for patients, with a negative diagnosis.

Previous studies showed the efficacy of epilepsy surgery in carefully selected children with epilepsy associated with tuberous sclerosis complex. However, how this selection is conducted, and the characteristics of the patients brought to surgery are still poorly described. By conducting a multicentric retrospective cohort study covering the practice of the last twenty years, we describe the paths leading to epilepsy surgery in children with epilepsy associated with tuberous sclerosis complex. We identified 84 children diagnosed with tuberous sclerosis complex and epilepsy by matching two exhaustive registries of genetic diseases and subsequent medical records reviews within two French neuropediatric and epilepsy centers. Demographic, clinical, longitudinal, and diagnostic and surgical procedures data were collected. Forty-six percent of the children were initially drug-resistant and 19% underwent resective surgery, most often before the age of four. Stereotactic electroencephalography was performed prior to surgery in 44% of cases. Fifty-seven and 43% of patients remained seizure-free one and ten years after surgery, respectively. In addition, 52% of initially drug-resistant patients who did not undergo surgery were seizure-free at the last follow-up. The number of anti-seizure medications required decreased in 50% of cases after surgery. Infantile spasms, intellectual disability, autism spectrum disorder or severe behavioral disorders were not contraindications to surgery but were associated with a higher rate of complications and a lower rate of seizure freedom after surgery. Despite the assumption of complex multifocal epilepsy and practical difficulties in young children with tuberous sclerosis complex, successful surgery results are comparable with other populations of patients with drug-resistant epilepsy, and a spontaneous evolution to drug-sensitive epilepsy may occur in non-operated patients.

Abstract Objective Temporal lobe epilepsy (TLE) is characterized by recurrent seizures generated in the limbic system, particularly in the hippocampus. In TLE, recurrent mossy fiber sprouting from dentate gyrus granule cells (DGCs) creates an aberrant epileptogenic network between DGCs which operates via ectopically expressed GluK2/GluK5-containing kainate receptors (KARs). TLE patients are often resistant to anti-seizure medications and suffer significant comorbidities; hence there is an urgent need for novel therapies. Previously we have shown that GluK2 knockout mice are protected from seizures. This study aims at providing evidence that downregulating KARs in the hippocampus using gene therapy reduces chronic epileptic discharges in TLE. Methods We combined molecular biology and electrophysiology in rodent models of TLE and in hippocampal slices surgically resected from patients with drug-resistant TLE. Results Here we confirmed the translational potential of KAR suppression using a non-selective KAR antagonist that markedly attenuated Interictal-like Epileptiform Discharges (IEDs) in TLE patient-derived hippocampal slices. An adeno-associated virus (AAV) serotype-9 vector expressing anti- grik2 miRNA was designed to specifically downregulate GluK2 expression. Direct delivery of AAV9-anti grik2 miRNA into the hippocampus of TLE mice led to a marked reduction in seizure activity. Transduction of TLE patient hippocampal slices reduced levels of GluK2 protein and, most importantly, significantly reduced IEDs. Interpretation Our gene silencing strategy to knock down aberrant GluK2 expression demonstrates inhibition of chronic seizure in a mouse TLE model and IEDs in cultured slices derived from TLE patients. These results provide proof-of-concept for a gene therapy approach targeting GluK2 KARs for drug-resistant TLE patients.