去甲肾上腺素参与吗啡神经适应性改变的中枢机制

That relapse still exists even after prolonged withdrawal is a difficult issue in the medical cure of drug addiction. Neuro-adaptation induced by prolonged exposure to addictive drugs is the neural mechanisms of both compulsive drug seeking and relapse.Neuro-adaptation caused by addictive drugs increases the individuals’ response to drugs and on the other hand, it reduces the response to natural reward in withdrawn individuals.There must be common neural mechanisms between the co-existing phenomena, and there must also be unique neural mechanisms in the drugs.To reveal the neuro-adaptation arising in the process from random, controllable drug-use to uncontrollable compulsive drug seeking is of great significance both theoretically and practically.Based on the above hypothesis, in order to reveal the function of alpha adrenergic receptor in compulsive drug-seeking motivation during the process of drug addiction, using sensitization of morphine-induced psychomotor activity as behavioral model, through the method of behavioral pharmacology, the neural mechanisms of alpha adrenergic receptor’s involvement in the process of addiction has been studied.The adjustment function caused by alpha receptors in medial prefrontal cortex and nucleus accumbens to morphine-induced psychomotor activity has been compared in the period of first use of drugs and in repetitive-use period. Furthermore, the effect on novelty seeking caused by alpha-receptors in relevant brain areas has also been compared. Major results are as follow: 1 After prolonged morphine exposure, rats’ response to morphine-induced psychomotor activity is strengthened and response to novel object induced reward weakened. 2 Injection of prazosin in medial prefrontal cortex will block morphine-induced psychomotor activity of naïve rats, however, it will not block that of morphine-withdrawn rats, but it will block the novelty seeking behavior of morphine-withdrawn rats. 3 Injection of clonidine in medial prefrontal cortex will block morphine-induced psychomotor effect of both naïve rats and morphine-withdrawn rats, and will block the novelty seeking behavior of morphine-withdrawn rats. 4 Injection of prazosin in nucleus accumbens will not affect the morphine-induced psychomotor effect of either naïve rats or morphine-withdrawn rats, nor will it affect the novelty seeking behavior of morphine-withdrawn rats. 5 Injection of clonidine in nucleus accumbens will block morphine-induced psychomotor effect of naïve rats, however, it will not block that of morphine-withdrawn rats, nor will it affect the novelty seeking behavior of morphine-withdrawn rats. These results show: 1 The weakening of the function of alpha1 receptors in medial prefrontal cortex and alpha2 receptors in nucleus accumbens caused by repetitive exposure to morphine is probably the cause of compulsive drug-seeking activity. 2 Blocking alpha1 receptors in medial prefrontal cortex accelerates the loss of interest in natural reward after morphine withdrawal. 3 Blocking alpha2 receptors in medial prefrontal cortex not only restrains drug-seeking motivation, but also blocks the individual’s seeking motivation for novelty stimulus, which suggests that, while selecting medicine for curing addiction, it should be considered to reduce the influence on natural reward as much as possible and to avoid major side-effect.

情绪应激对大鼠体液免疫功能的影响及其机制

This study was undertaken to investigate the effect of emotional stress on humoral immunoactivity and to examine whether the sympathetic nervous system was involved in the immunomodulation. In the present study, two types of emotional stressors were used. One was footshock apparatus used to cause the rats which were given footshock before, emotional stressed; the other was an empty water bottle used to cause the rats which were trained to drink water at two set times each day, emotional stressed. The effect of emotional stress on the primary immune function (anti-ovallum antibody level and spleen index), the endocrine response (corticosterone level, epinephrine and norepinephrine level), the behavioral changes (freezing, defecation, grooming and attacking behavior) were investigated. The main results were: 1. Two types of emotional stress significantly increased the level of plasma corticosterone, norepinephrine and epinephrine, as well as freezing, defecation and attacking behavior. 2. Two types of emotional stress significantly decreased the level of anti-ovallum antibody. A negative correlation between catecholamine level (epinephrine and norepinephrine) and antibody level or spleen index was found. 3. β-adrenergic receptor antagonist propranolol could reverse the immunomodulation induced by emotional stress. 4. After two types of emotional stress, c-fos expression was observed in the following brain areas or nucleus; arcuate nucleus, anterior commissure nucleus, diffuse part of dorsalmedial nucleus hypothalamus, lateral dorsal nucleus thalamus, medial nucleus amygdala, solitary nucleus, frontal cortex and cingulum. These brain areas and nucleus are involved in the central modulation of the autonomic nervous system. Taken together, these findings demonstrate that emotional stress can suppress humoral immunity and the activation of the sympathetic nervous system is involved in the humoral immunomodulation induced by emotional stress.

Reliability of blood pressure determination with the Finapres with altered physiological states or pharmacodynamic conditions

The blood pressure waveform is modified on distal propagation by phenomena such as dispersion, reflection and the state of the arterial compliance. The consequent effects are amplification and narrowing of the wave, with an increased systolic, reduced diastolic and essentially unaltered mean blood pressure. The Finapres measures the peripheral pressure using the volume clamp principle; it has not been validated under altered physiological conditions and during pharmacodynamic interventions. We studied simultaneous Finapres and brachial blood pressures (using a conventional oscillometric sphygmomanometer—Vitalmap) in ten normal volunteers at rest, and during dynamic exercise and a cold pressor test. The effects of pharmacodynamic intervention were examined following beta-adrenoceptor blockade with propranolol (160 mg) or beta-adrenoceptor modulation with the beta-adrenoceptor partial agonist celiprolol (400 mg). The Finapres systolic pressure was significantly higher than the brachial value during all three test states. The difference between the systolic pressures measured by the two devices was shown to increase significantly during the cold pressor test, but not during dynamic (supine bicycle) exercise. The Finapres diastolic pressure was significantly higher than the Vitalmap value during exercise and the cold pressor test. The differences between the two methods increased significantly over time. Beta-adrenergic blockade with propranolol or modulation with celiprolol had no significant interaction with the pressure differences between the Finapres and Vitalmap techniques. The results would support the view that the Finapres can provide blood pressure information which is robust under most circumstances. Although this pharmacodynamic intervention did not alter the relationship between the peripheral and central blood pressure, it is important to note that this dynamic relationship is sensitive to circulatory loading conditions and wave transmission characteristics; it is possible that the Finapres could be less reliable in clinical settings where potent vasoactive agents were being administered.

Studies of alpha-adrenoceptor antagonists on sympathetic mydriasis in rabbits

This study was undertaken to identify the alpha-adrenergic receptor type responsible for sympathetically evoked mydriasis in pentobarbital-anesthetized rabbits. Frequency-response curves of pupillary dilation were generated by stimulation of the preganglionic cervical sympathetic nerve (1-64 Hz). Evoked mydriatic responses were inhibited by systemic administration of nonselective alpha-adrenergic antagonists, phentolamine (0.3-10 mg/kg) and phenoxybenzamine (0.03-0.3 mg/kg), as well as the selective alpha(1)-adrenergic antagonist, prazosin (0.1-1 mg/kg). The alpha(2)-adrenergic antagonist, RS 79948 (0.3 mg/kg, i.v.) was without inhibitory effect, but potentiated the mydriatic response. In addition, the selective alpha(1A)-adrenoceptor antagonist, 5-methylurapidil (0.1-1 mg/kg, i.v.), antagonized the elicited mydriasis in a dose-dependent fashion. Unlike previous observations that prazosin does not block the adrenoceptor in rabbit iris dilator muscle, our results suggest that prazosin is effective in inhibiting neuronally elicited mydriasis in this species, and that alpha(1A)-adrenoceptors appear to mediate the response.

Alpha-2 agonists for sedation of mechanically ventilated adults in intensive care units: a systematic review

BACKGROUND: Care of critically ill patients in intensive care units (ICUs) often requires potentially invasive or uncomfortable procedures, such as mechanical ventilation (MV). Sedation can alleviate pain and discomfort, provide protection from stressful or harmful events, prevent anxiety and promote sleep. Various sedative agents are available for use in ICUs. In the UK, the most commonly used sedatives are propofol (Diprivan(®), AstraZeneca), benzodiazepines [e.g. midazolam (Hypnovel(®), Roche) and lorazepam (Ativan(®), Pfizer)] and alpha-2 adrenergic receptor agonists [e.g. dexmedetomidine (Dexdor(®), Orion Corporation) and clonidine (Catapres(®), Boehringer Ingelheim)]. Sedative agents vary in onset/duration of effects and in their side effects. The pattern of sedation of alpha-2 agonists is quite different from that of other sedatives in that patients can be aroused readily and their cognitive performance on psychometric tests is usually preserved. Moreover, respiratory depression is less frequent after alpha-2 agonists than after other sedative agents.

OBJECTIVES: To conduct a systematic review to evaluate the comparative effects of alpha-2 agonists (dexmedetomidine and clonidine) and propofol or benzodiazepines (midazolam and lorazepam) in mechanically ventilated adults admitted to ICUs.

DATA SOURCES: We searched major electronic databases (e.g. MEDLINE without revisions, MEDLINE In-Process & Other Non-Indexed Citations, EMBASE and Cochrane Central Register of Controlled Trials) from 1999 to 2014.

METHODS: Evidence was considered from randomised controlled trials (RCTs) comparing dexmedetomidine with clonidine or dexmedetomidine or clonidine with propofol or benzodiazepines such as midazolam, lorazepam and diazepam (Diazemuls(®), Actavis UK Limited). Primary outcomes included mortality, duration of MV, length of ICU stay and adverse events. One reviewer extracted data and assessed the risk of bias of included trials. A second reviewer cross-checked all the data extracted. Random-effects meta-analyses were used for data synthesis.

RESULTS: Eighteen RCTs (2489 adult patients) were included. One trial at unclear risk of bias compared dexmedetomidine with clonidine and found that target sedation was achieved in a higher number of patients treated with dexmedetomidine with lesser need for additional sedation. The remaining 17 trials compared dexmedetomidine with propofol or benzodiazepines (midazolam or lorazepam). Trials varied considerably with regard to clinical population, type of comparators, dose of sedative agents, outcome measures and length of follow-up. Overall, risk of bias was generally high or unclear. In particular, few trials blinded outcome assessors. Compared with propofol or benzodiazepines (midazolam or lorazepam), dexmedetomidine had no significant effects on mortality [risk ratio (RR) 1.03, 95% confidence interval (CI) 0.85 to 1.24, I (2) = 0%; p = 0.78]. Length of ICU stay (mean difference -1.26 days, 95% CI -1.96 to -0.55 days, I (2) = 31%; p = 0.0004) and time to extubation (mean difference -1.85 days, 95% CI -2.61 to -1.09 days, I (2) = 0%; p < 0.00001) were significantly shorter among patients who received dexmedetomidine. No difference in time to target sedation range was observed between sedative interventions (I (2) = 0%; p = 0.14). Dexmedetomidine was associated with a higher risk of bradycardia (RR 1.88, 95% CI 1.28 to 2.77, I (2) = 46%; p = 0.001).

LIMITATIONS: Trials varied considerably with regard to participants, type of comparators, dose of sedative agents, outcome measures and length of follow-up. Overall, risk of bias was generally high or unclear. In particular, few trials blinded assessors.

CONCLUSIONS: Evidence on the use of clonidine in ICUs is very limited. Dexmedetomidine may be effective in reducing ICU length of stay and time to extubation in critically ill ICU patients. Risk of bradycardia but not of overall mortality is higher among patients treated with dexmedetomidine. Well-designed RCTs are needed to assess the use of clonidine in ICUs and identify subgroups of patients that are more likely to benefit from the use of dexmedetomidine.

STUDY REGISTRATION: This study is registered as PROSPERO CRD42014014101.

FUNDING: The National Institute for Health Research Health Technology Assessment programme. The Health Services Research Unit is core funded by the Chief Scientist Office of the Scottish Government Health and Social Care Directorates.

Evaluation du systeme nerveux autonome dans l'hypertension arterielle essentielle

L’analyse spectrale de la fréquence cardiaque, de la pression artérielle systolique, de la pression artérielle diastolique ainsi que de la respiration par la transformée de Fourier rapide, est considérée comme une technique non invasive pour la détermination de l’activité du système nerveux autonome (SNA). Dans une population de sujets normaux volontaires, nous avons obtenu à l’état basal, des oscillations de basses fréquences (0,05-0,15Hz) reliées au système nerveux sympathique autonome et des oscillations de hautes fréquences (0,2Hz) représentant sur les intervalles entre chaque ondes R de l’électrocardiogramme (RR), l’arythmie sinusale respiratoire correspondant à une activité vagale. Nous avons comparé les tests de stimulation du système nerveux sympathique autonome déclenché par le passage de la position de repos (en décubitus dorsal), à la position orthostatique volontaire et le passage de la position de repos à la position orthostatique avec la table basculante à 60o. Nous avons également comparé un groupe normotendu à un groupe hypertendu qui a été soumis au passage du repos à l’orthostation volontaire et pour lesquels nous avons évalué la sensibilité du baroréflexe et la réponse sympathique par la mesure des catécholamines circulantes. Dans un groupe de sujets ayant une hypertension artérielle essentielle, nous avons évalué l’effet de la thérapie hypotensive, par le Trandolapril qui est un Inhibiteur de l’enzyme de conversion (IEC) de l`angiotensine. Dans ce groupe hypertendu, nous avons procédé, en plus de la stimulation sympathique par l’orthostation volontaire, à un exercice isométrique de trois minutes à 30 % de la force maximale. Nous avons également complété notre évaluation par la mesure de la densité de récepteurs ß2 adrénergiques sur lymphocytes et par la mesure des indices de contractilité à l’aide de l’échocardiographie en M mode. Les résultats ont montré, dans les groupes normaux volontaires, dans les deux types de stimulation du système nerveux sympathique par la position orthostatique, une augmentation significative des catécholamines plasmatiques avec une augmentation de la fréquence cardiaque et des basses fréquences de RR, confirmant ainsi que l’on est en état de stimulation sympathique. On observe en même temps une diminution significative des hautes fréquences de RR, suggérant un retrait vagal lors de cette stimulation. On a observé au test de la table basculante six cas d’hypotension orthostatique. On a comparé la position orthostatique volontaire entre le groupe de sujets normaux et le groupe de sujets hypertendus. L’analyse spectrale croisée de RR et de la pression artérielle systolique a permis d’évaluer dans l’hypertension artérielle (HTA), essentielle une sensibilité du baroréflexe atténuée, accompagnée d’une réactivité vagale réduite en présence d’une activité et d’une réactivité sympathique augmentées suggérant une altération sympathovagale dans l’HTA. Dans le groupe de sujets hypertendus traités (Trandolapril 2mg/jour), nous avons identifié un groupe de répondeurs au traitement par le Trandolapril et un groupe de non répondeurs à ce type de thérapie anti-hypertensive. Le groupe répondeur avait un profil hyper-adrénergique avec une hyper-réactivité sympathique, une fréquence cardiaque et des pressions artérielles diastolique et systolique plus élevées au repos. Dans le groupe total traité au Trandolapril, la densité des récepteurs ß2 adrénergiques a doublé, après thérapie, alors que la réactivité des basses fréquences obtenues à l’analyse spectrale a augmenté. Nous avons montré dans notre étude qu’un IECA a pu inhiber le mécanisme facilitateur de l’angII sur les terminaisons nerveuses sympathiques et a permis ainsi de réduire l’hyperactivité sympathique et le mécanisme de « down regulation » des récepteurs ß2 adrénergiques rendant ainsi l’expression de l’influence du SNA post synaptique plus efficace. Dans l’ensemble de nos protocoles cliniques, par l’utilisation de l’analyse spectrale des signaux RR, de la pression artérielle systolique,de la pression artérielle diastolique et de la respiration, nous avons montré que cette technique non invasive permet de décrire et de mieux comprendre les mécanismes physiologiques, physiopathologiques et pharmacologiques reliés au système nerveux autonome et à l’hypertension artérielle essentielle.

Étude moléculaire de la formation de complexes protéiques impliqués dans la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G

La communication cellulaire est un phénomène important pour le maintien de l’homéostasie des cellules. Au court des dernières années, cette sphère de recherche sur la signalisation cellulaire a connue des avancées importantes au niveau de l’identification des acteurs principaux impliqués dans la reconnaissance extracellulaire des signaux, ainsi que la compréhension des voies de signalisation engagées par les cellules pour répondre aux facteurs extracellulaires. Malgré ces nouvelles informations, les diverses interrelations moléculaires entre les acteurs ainsi que les voies de signalisation cellulaire, demeurent mal comprises. Le transfert d’énergie de résonance de bioluminescence (BRET) permet la mesure d’interactions protéiques et peut être utilisé dans deux configurations, le BRET480-YFP (connu aussi comme le BRET1) et le BRET400-GFP (connu aussi en tant que BRET2). Suite à l’oxydation de son substrat, la luciférase de renilla peut transférer son énergie à une protéine fluorescente, uniquement si elles sont à proximité l’une de l’autre (≤100Å). La combinaison dans un seul essai des BRET480-YFP et BRET400-GFP, a permis de suivre trois paires d’interactions, sur une même population cellulaire. Par contre, l’utilisation de deux substrats pour la réaction de bioluminescence rend impossible la mesure simultanée des différents signaux de BRET, pour ce trois nouvelles configurations de BRET ont été mises au point en utilisant des nouvelles protéines fluorescentes. Ainsi deux des nouvelles couleurs de BRET ayant des émissions résolues, le BRET400-BFP et le BRET400mAmetrine ont pu être combinées pour mesurer l’engagement par un RCPG d’une protéine G, ainsi que l’accumulation du second messager. La combinaison de ces BRET a également permis de révéler la formation d’un complexe entre le récepteur α2A adrénergique (α2AAR), Gαi1, le dimère Gβγ ainsi que la kinase des récepteurs couplés aux protéines G (GRK2), suite à l’activation du récepteur. De plus, seule l’entrée de GRK2 semble être en mesure de causer la désensibilisation du α2AAR, en s’intercalant entre Gαi1 et Gβγ. Par contre, la stabilisation de l’interaction entre α2AAR et la β-arrestine2 semble nécessiter l’activité kinase de GRK2. Une autre étude a révélé l’importance de différentes Gα pour la mobilisation du calcium, suite à l’activation du récepteur aux opioïdes de type delta (DOR). Suite à la surexpression de Gα de la famille Gαq, il a été possible de mesurer une influence de ces Gα sur la mobilisation du calcium. Toutefois, cette réponse calcique mesurée en présence des Gαq demeure sensible aux prétraitements à la toxine de Bordetella pertussis, qui inhibe sélectivement l’activité des Gαi. De plus, la co-expression de Gαi et Gαq permet de potentialiser la mobilisation de calcium, démontrant une interrelation entre ces deux familles de protéine Gα, pour la signalisation du DOR. Afin de démontrer l’interrelation directe, des expériences de BRET ont été réalisées entre différentes Gα. En plus de montrer la formation de complexes sélectifs entre les Gα, les expériences de BRET réalisées en parallèle d’analyses de séquences de Gα, ont également mis à jour un site de sélectivité d’interaction entre les Gα, l’hélice α4. Suite à la transposition de cette hélice α4 de Gα12 sur Gαi1, qui normalement n’interagissent pas, il a été possible de forcer l’interaction entre Gα12 et Gαi1, confirmant ainsi que cette hélice α contient l’information permettant une sélectivité d’interaction. Au cours de cette thèse, il a été possible de générer de nouvelles méthodes de mesure d’interactions protéiques qui permettent de multiplexer différents signaux, ce qui a permis de mettre à jour de nouvelles interactions entre divers effecteurs de la signalisation de RCGP

Remodelage électrique cardiaque dans des modèles murins de cardiomyopathies

Les cardiomyopathies sont une atteinte du myocarde qui se présente sous différentes formes telles que l’hypertrophie ou la dilatation des chambres cardiaques. Ces maladies du muscle cardiaque peuvent affecter la contraction cardiaque et dégénèrer en insuffisance cardiaque. Aussi, l’hypertrophie et l’insuffisance cardiaques sont associées à une augmentation de la morbidité et de la mortalité cardiovasculaires principalement due au remodelage électrique et à la survenue d’arythmies. De plus, le retard de repolarisation, associé à une diminution des courants K+, est un des troubles cardiaques les plus couramment observés lors de ces pathologies cardiaques. L’angiotensine II (Ang II) et la norépinéphrine, principaux effecteurs du système rénine-angiotensine et du système nerveux sympathique, peuvent tous deux agir directement sur le cœur en liant les récepteurs de type 1 de l’Ang II (AT1) et les récepteurs adrénergiques. L’Ang II et la norépinéphrine sont associées au développement des cardiomyopathies, au remodelage cardiaque et à une prolongation de la durée du potentiel d'action cardiaque. Deux modèles de souris trangéniques surexprimant spécifiquement au niveau cardiaque les récepteurs AT1 (la souris AT1R) ou les récepteurs α1B-adrénergiques (la souris α1B-AR) ont été créés afin d’étudier les effets de ces stimuli sur le cœur. Ces deux modèles de souris développent du remodelage cardiaque, soit de l’hypertrophie chez les souris AT1R (cardiomyopathie hypertrophique) ou une dilatation des chambres cardiaques chez les souris α1B-AR (cardiomyopathie dilatée). Au stade avancé de la maladie, les deux modèles de souris transgéniques sont insuffisants cardiaques. Des données préliminaires ont aussi montré que les souris AT1R et les souris α1B-AR ont une incidence accrue d’arythmies ainsi qu’une prolongation de la durée du potentiel d’action. De plus, ces deux modèles de souris meurent subitement et prématurément, ce qui laissait croire qu’en conditions pathologiques, l’activation des récepteurs AT1 ou des récepteurs α1B-adrénergiques pouvait affecter la repolarisation et causer l’apparition d’arythmies graves. Ainsi, l’objectif de ce projet était de caractériser la repolarisation ventriculaire des souris AT1R et α1B-AR afin de déterminer si la suractivation chronique des récepteurs de l’Ang II ou des récepteurs 1B-adrénergiques pouvait affecter directement les paramètres électrophysiologiques et induire des arythmies. Les résultats obtenus ont révélé que les souris AT1R et les souris α1B-AR présentent un retard de repolarisation (prolongation de l’intervalle QTc (dans l’électrocardiogramme) et de la durée du potentiel d’action) causé par une diminution des courants K+ (responsables de la repolarisation). Aussi, l’incidence d’arythmies est plus importante dans les deux groupes de souris transgéniques comparativement à leur contrôle respectif. Finalement, nous avons vu que les troubles de repolarisation se produisent également dans les groupes de souris transgéniques plus jeunes, avant l’apparition de l’hypertrophie ou du remodelage cardiaque. Ces résultats suggèrent qu’en conditions pathologiques, l’activation chronique des récepteurs de l’Ang II ou des récepteurs α1B-adrénergiques peut favoriser le développement d’arythmies en retardant la repolarisation et cela, indépendamment de changements hémodynamiques ou du remodelage cardiaque. Les résultats de ces études pourront servir à comprendre les mécanismes responsables du développement d’arythmies cardiaques lors du remodelage et de l’insuffisance cardiaques et pourraient aider à optimiser le choix des traitements chez ces patients atteints ou à risque de développer de l’hypertrophie ou du remodelage cardiaque.

Mécanismes cellulaires de l'induction du facteur de transcription Nur77 après un traitement aux antipsychotiques

Les antipsychotiques sont utilisés en clinique depuis plus de 50 ans pour pallier aux symptômes de la schizophrénie. Malgré une recherche intensive, les mécanismes cellulaires et moléculaires responsables de l’effet clinique de cette médication demeurent encore nébuleux. Ces drogues sont reconnues comme des antagonistes des récepteurs D2 de la dopamine et peuvent moduler la transcription génique dans le striatum. Au cours des recherches qui ont mené à l'écriture de cette thèse, nous avons exploré l’expression de Nur77, un facteur de transcription de la famille des récepteurs nucléaires, afin de caractériser le rôle de la dopamine, la sérotonine, l’adénosine et le glutamate dans la régulation génique contrôlée par les antagonistes D2. En premier lieu, nous avons examiné l’impact de la co-administration d’agents sérotonergiques et adrénergiques sur l’expression de l’ARNm de Nur77 induite par l’halopéridol, un antipsychotique de première génération. Nous avons observé que le 8-OH-DPAT et le MDL11939 préviennent partiellement l’induction de Nur77 dans le striatum. Au contraire, l’idazoxan potentialise l’effet de l’halopéridol sur l’expression de Nur77 alors que le prazosin reste sans effet. Ces résultats démontrent que l’expression striatale de Nur77 induite par l’halopéridol peut être modulée à la baisse avec un agoniste 5-HT1A ou un antagoniste 5-HT2A. Par la suite, nous avons évalué dans divers paradigmes expérimentaux l’effet de l’éticlopride, un antagoniste spécifique D2, afin d’explorer davantage le mécanisme de l’effet transcriptionnel des antagonistes D2. Étonnamment, la suppression de l’isoforme D2L chez la souris D2L KO ne réduit pas la réponse de l’éticlopride dans le striatum. Par contre, une lésion corticale avec l’acide iboténique bloque l’effet de l’éticlopride sur la transcription de Nur77, suggérant un rôle du glutamate. La combinaison d’un antagoniste des récepteurs métabotropes du glutamate de types 5 (mGluR5) et d’un antagoniste des récepteurs de l’adénosine A2A abolit complètement l’augmentation de la transcription de Nur77 induit par l’éticlopride dans le striatum. La modulation directe de l’expression striatale de Nur77 par les récepteurs mGluR5 et A2A a été confirmée dans un modèle de cultures organotypiques de tranches cérébrales. Ces résultats démontrent clairement que la modulation de l’expression génique dans le striatum, à la suite d’un traitement avec un antagoniste D2 pourrait être indépendante d’une interaction directe avec les récepteurs D2 post-synaptiques, et reposerait plutôt sur son interaction avec les récepteurs D2 hétérosynaptiques des afférences corticostriées et l’activation subséquente des récepteurs post-synaptiques du glutamate et de l’adénosine. En résumé, nos résultats suggèrent que l’interaction des antipsychotiques atypiques avec les récepteurs 5-HT2A et 5-HT1A pourrait expliquer la différence dans le patron d’expression génique induit par ces drogues en comparaison avec les antipsychotiques typiques. De plus, nos résultats révèlent un nouveau mécanisme d’action des antagonistes D2 et supportent un rôle primordial du glutamate et de l’adénosine dans les effets des antipsychotiques de première génération.

Use of cellular impedance to characterize ligand functional selectivity at G protein-coupled receptors

Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPGs) représentent la plus grande famille de cibles thérapeutiques pour le traitement d’une panoplie de pathologies humaines. Bien que plusieurs décennies de recherche aient permis de façonner nos connaissances sur ces protéines membranaires, notre compréhension des déterminants moléculaires de leur activité signalétique reste encore limitée. De ces domaines de recherche, une avancée récente a mis à jour un nouveau phénomène, appelé sélectivité fonctionnelle des ligands, qui a bouleversé les paradigmes décrivant leu fonctionnement de ces récepteurs. Ce concept émane d’observations montrant que l’activité pharmacologique de certains ligands n’est pas nécessairement conservée sur tout le répertoire signalétiques connu du récepteur et peu se restreindre à l'activation sélective d’un sous-groupe de voies de signalisation.Ce nouveau modèle pharmacologique de l'activation des RCPG ouvre de nouvelles possibilités pour la découverte de médicaments plus efficace et sûr, ciblant les RCPGs. En effet, il permet la conception de molécules modulant spécifiquement les voies signalétiques d’intérêt thérapeutique, sans engager les autres voies qui pourraient mener à des effets secondaires indésirables ou de la tolérance. Cette thèse décrit l'utilisation d'une nouvelle approche sans marquage, basée sur la mesure du changement l'impédance cellulaire. Par la mesure des changements cellulaires, comme la morphologie, l’adhésion et/ou la redistribution des macromolécules, cette approche permet de mesurer de façon simultanée l'activité de plusieurs voies de signalisation impliqués dans ces réponses. Utilisant le récepteur β2-adrénergique (β2AR) comme modèle, nous avons démontré que les variations dans l’impédance cellulaire étaient directement liées à l’activation de multiples voies de signalisation suite à la stimulation du récepteur par son ligand. L’agoniste type du β2AR, l’isoprotérénol, s’est avéré induire une réponse d’impédance dose-dépendante constituée, dans le temps, de plusieurs caractéristiques distinctes pouvant être bloquées de façon compétitive par l’antagoniste ICI118,551 Par l’utilisation d’inhibiteurs sélectifs, nous avons été en mesure de déterminer la contribution de plusieurs voies signalétiques canoniques, comme les voies dépendantes de Gs et Gi, la production d’AMPc et l’activation de ERK1/2, sur ces changements. De plus, la dissection de la réponse d’impédance a permis d’identifier une nouvelle voie de mobilisation du Ca2+ contribuant à la réponse globale des changements initiés par la stimulation du β2AR. Dans une autre étude, nous avons rapporté que la réponse calcique induite par le β2AR serait attribuable à une transactivation Gs-dépendant du récepteur purinergique P2Y11, lui-même couplé à la protéine Gq. La mesure d’impédance permettant de distinguer et de décrire une pléiade d’activités signalétiques, nous avons émis l’hypothèse que des ligands arborant des profils signalétiques différents généreraient des réponses d’impédance distinctes. Le criblage d’une librairie de ligands spécifiques au β2AR a révélé une grande variété de signatures d’impédance. Grâce au développement d’une approche computationnelle innovatrice, nous avons été en mesure de regrouper ces signatures en cinq classes de composés, un regroupement qui s’est avéré hautement corrélé avec le profil signalétique des différents ligands. Nous avons ensuite combiné le criblage de composés par impédance avec l’utilisation d’inhibiteurs sélectifs de voies signalétiques afin d’augmenter la résolution du regroupement. En évaluant l’impact d’une voie signalétique donnée sur la signature d’impédance, nous avons été en mesure de révéler une plus grande variété de textures parmi les ligands. De plus, cette méthode s’est avérée efficace pour prédire le profil signalétique d’une librairie de composés non caractérisés, ciblant le β2AR. Ces travaux ont mené à l’élaboration d’une méthode permettant d’exprimer visuellement la sélectivité fonctionnelle de ligands et ont révélé de nouvelles classes de composés pour ce récepteur. Ces nouvelles classes de composés ont ensuite été testées sur des cardiomyocytes humains, confirmant que les composés regroupés dans différentes classes produisent des effets distincts sur la contractilité de ces cellules. Globalement, ces travaux démontrent la pertinence de l’utilisation de l’impédance cellulaire pour une évaluation précise des différences fonctionnelles parmi les composés ciblant les RCPGs. En fournissant une représentation pluridimensionnelle de la signalisation émanant des RCPGs à l’aide d’un seul essai ne requérant pas de marquage, les signatures d’impédance représentent une stratégie simple et innovante pour l’évaluation de la fonctionnalité sélective des ligands. Cette méthode pourrait être d’une grande utilité dans le processus de découverte de nouveaux médicaments.

Clonidina para el Tratamiento del Dolor Oncológico: una Revisión Sistemática de la Literatura

El dolor oncológico representa una de las principales causas de dolor crónico, siendo los opioides la primera línea de manejo, sin embargo 10% de los pacientes requieren estrategias analgésicas multimodales. La eficacia analgésica de la clonidina como coadyuvante ha sido demostrada para diversos modelos de dolor. Sin embargo no hay revisiones sistemáticas que validen su eficacia y seguridad en dolor crónico oncológico. Se realizó una revisión sistemática de la literatura a noviembre 26 de 2012, encontrando 15 trabajos (12 reportes de caso y tres ensayos clínicos controlados), n=138 pacientes. La intervención tuvo una eficacia entre 44,7 y 100%, mostrando mayor beneficio en pacientes con componente de dolor neuropático. La adición de clonidina fue bien tolerada, siendo la sedación y la disminución en tensión arterial y frecuencia cardiaca los efectos secundarios más frecuentes, con relación dosis dependiente, de resolución espontánea y en ninguno de los casos se documentó lesión secundaria en los pacientes. La vía de administración más frecuente fue neuroaxial (intratecal y peridural). La revisión sistemática no fue susceptible de metaanálisis por la heterogeneidad clínica de los estudios. Los resultados obtenidos sugieren que la adición de clonidina puede ser una opción terapeútica eficaz y segura en los pacientes con dolor crónico oncológico severo refractario a opioides a altas dosis asociado o no a infusión neuroaxial de anestésico local, en especial en presencia de componente neuropático. Sin embargo se identificó la necesidad de un mayor número de ensayos clínicos controlados aleatorios que permitan establecer conclusiones definitivas.

Dietary vitamin C down-regulates inflammatory gene expression in apoE4 smokers

The deleterious impact of cigarette smoking on cardiovascular health may be in part attributable to a free radical mediated proinflammatory response in circulating monocytes. In the current investigation, the impact of vitamin C supplementation on monocyte gene expression was determined in apoE4 smokers versus non-smokers. A total of 10 smokers and 11 non-smokers consumed 60 mg/day of vitamin C for four weeks and a fasting blood sample was taken at baseline and post-intervention for the determination of plasma vitamin C and monocyte gene expression profiles using cDNA array and real time PCR. In apoE4 smokers, supplementation resulted in a 43% increase in plasma vitamin C concentrations. Furthermore, a number of genes were differentially expressed more than 2-fold in response to treatment, including a downregulation of the proinflammatory mediators tumor necrosis factor (TNF) beta, TNF receptor, neurotrophin-3 growth factor receptor, and monocyte chemoattractant protein I receptor. The study has identified a number of molecular mechanisms underlying the benefit of vitamin C supplementation in smokers. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

Effect of maternal protein restriction during pregnancy and postweaning high-fat feeding of diet-induced thermogenesis in adult mouse offspring

Purpose Prenatal undernutrition followed by postweaning feeding of a high-fat diet results in obesity in the adult offspring. In this study, we investigated whether diet-induced thermogenesis is altered as a result of such nutritional mismatch. Methods Female MF-1 mice were fed a normal protein (NP, 18 % casein) or a protein-restricted (PR, 9 % casein) diet throughout pregnancy and lactation. After weaning, male offspring of both groups were fed either a high-fat diet (HF; 45 % kcal fat) or standard chow (C, 7 % kcal fat) to generate the NP/C, NP/HF, PR/C and PR/HF adult offspring groups (n = 7–11 per group). Results PR/C and NP/C offspring have similar body weights at 30 weeks of age. Postweaning HF feeding resulted in significantly heavier NP/HF offspring (P < 0.01), but not in PR/HF offspring, compared with their chow-fed counterparts. However, the PR/HF offspring exhibited greater adiposity (P < 0.01) v the NP/HF group. The NP/HF offspring had increased energy expenditure and increased mRNA expression of uncoupling protein-1 and β-3 adrenergic receptor in the interscapular brown adipose tissue (iBAT) compared with the NP/C mice (both at P < 0.01). No such differences in energy expenditure and iBAT gene expression were observed between the PR/HF and PR/C offspring. Conclusions These data suggest that a mismatch between maternal diet during pregnancy and lactation, and the postweaning diet of the offspring, can attenuate diet-induced thermogenesis in the iBAT, resulting in the development of obesity in adulthood.

Targeting myocardial remodelling to develop novel therapies for heart failure: a position paper from the Working Group on Myocardial Function of the European Society of Cardiology

The failing heart is characterized by complex tissue remodelling involving increased cardiomyocyte death, and impairment of sarcomere function, metabolic activity, endothelial and vascular function, together with increased inflammation and interstitial fibrosis. For years, therapeutic approaches for heart failure (HF) relied on vasodilators and diuretics which relieve cardiac workload and HF symptoms. The introduction in the clinic of drugs interfering with beta-adrenergic and angiotensin signalling have ameliorated survival by interfering with the intimate mechanism of cardiac compensation. Current therapy, though, still has a limited capacity to restore muscle function fully, and the development of novel therapeutic targets is still an important medical need. Recent progress in understanding the molecular basis of myocardial dysfunction in HF is paving the way for development of new treatments capable of restoring muscle function and targeting specific pathological subsets of LV dysfunction. These include potentiating cardiomyocyte contractility, increasing cardiomyocyte survival and adaptive hypertrophy, increasing oxygen and nutrition supply by sustaining vessel formation, and reducing ventricular stiffness by favourable extracellular matrix remodelling. Here, we consider drugs such as omecamtiv mecarbil, nitroxyl donors, cyclosporin A, SERCA2a (sarcoplasmic/endoplasmic Ca(2 +) ATPase 2a), neuregulin, and bromocriptine, all of which are currently in clinical trials as potential HF therapies, and discuss novel molecular targets with potential therapeutic impact that are in the pre-clinical phases of investigation. Finally, we consider conceptual changes in basic science approaches to improve their translation into successful clinical applications.

A study of the catecholaminergic inputs to the dorsal premammillary nucleus

The dorsal premammillary nucleus (PMd) is one of the most responsive hypothalamic sites during exposure to a predator or its odor, and to a context previously associated with a predatory threat; and lesions or pharmacological inactivation centered therein severely reduced the anti-predatory defensive responses. Previous studies have shown that beta adrenergic transmission in the PMd seems critical to the expression of fear responses to predatory threats. In the present study, we have investigated the putative sources of catecholaminergic inputs to the PMd. To this end, we have first described the general pattern of catecholaminergic innervation of the PMd by examining the distribution and morphology of the tyrosine hydroxylase (TH) immunoreactive fibers in the nucleus; and next, combining Fluoro Gold (FG) tracing experiments and TH immunostaining, we determined the putative sources of catecholaminergic inputs to the nucleus. Our results revealed that the PMd presents a moderately dense plexus of catecholaminergic fibers that seems to encompass the rostral pole and ventral border of the nucleus. Combining the results of the FG tract-tracing and TH immunostaining, we observed that the locus coeruleus was the sole brain site that contained double FG and TH immunostained cells. In summary, the evidence suggests that the locus coeruleus is seemingly a part of the circuit responding to predatory threats, and, as shown by the present results, is the sole source of catecholaminergic inputs to the PMd, providing noradrenergic inputs to the nucleus, which, by acting via beta adrenoceptor, seems to be critical for the expression of anti-predatory responses. (C) 2011 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.