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.

S100 beta Protein Expression: Gender- and Age-Related Daily Changes

S100 beta is a soluble protein released by glial cells mainly under the activation of the 5-HT1A receptor. It has been reported as a neuro-trophic and -tropic factor that promotes neurite maturation and outgrowth during development. This protein also plays a role in axonal stability and the plasticity underlying long-term potentiation in adult brains. The ability of S100 beta to rapidly regulate neuronal morphology raises the interesting point of whether there are daily rhythm or gender differences in S100 beta level in the brain. To answer this question, the S100 beta expression in adult female and male rats, as well as in adult female CD-21 and S100 beta -/- female mice, were investigated. Scintillation counting and morphometric analysis of the immunoreactivity of S100 beta, showed rhythmic daily expression. The female and male rats showed opposite cycles. Females presented the highest value at the beginning of the rest phase (5:00 h), while in males the maximum value appeared in the beginning of the motor activity period (21:00 h). These results confirm previous S100 beta evaluations in human serum and cerebrospinal fluid reporting the protein`s function as a biomarker for brain damage (Gazzolo et al. in Clin Chem 49:967-970, 2003; Clin Chim Acta 330:131-133, 2003; Pediatr Res 58:1170-1174, 2005), similar behavior was also observed for GFAP in relation to Alzheimer Disease (Fukuyama et al. in Eur Neurol 46:35-38, 2001). The data should be taken into account when considering S100 beta as a biomarker of health condition. In addition, the results raise questions on which structure or condition imposes these rhythms as well as on the physiological meaning of the observed gender differences.

Synthese und Evaluierung von [18 F]-Fluormethyltosylat als prosthetische Gruppe für die 18 F-Fluormethylierung von ZNS-Liganden für die PET

Die 11C-Methylierung von Radioliganden ist eine weit verbreitete Markierungsstrategie für PET-Liganden. Aber die kurze Halbwertszeit des Kohlenstoff-11 von 20,3 Minuten limitiert seinen Nutzen. Daher ist die 18F-Fluoralkylierung eine Möglichkeit, Fluor-18, das eine Halbwertszeit von 109,8 Minuten hat, in Target-Moleküle einzuführen. Während die 18F-Fluorethylierung eine weitverbreitete Markierungsstrategie ist, wird die 18F-Fluormethylierung bisher nur selten angewendet. Eine Ursache dafür ist die geringe Stabilität der 18F-Fluormethylgruppe in vivo. Durch Substitution des Wasserstoffs in der 18F-Fluormethylgruppe durch Deuterium kann deren Stabilität jedoch deutlich erhöht werden. Dadurch kann die 18F-Fluormethylierung eine wichtige Synthesestrategie für ZNS-Liganden sein, bei denen große strukturelle Varianz zum Einführen des Fluor-18 nicht möglich ist. rnAls prosthetische Gruppen zur 18F-Fluormethylierung wurden [18F]Fluormethyltosylat und [18F]Fluor-[d2]methyltosylat mit radiochemischen Ausbeuten bis zu 50% synthetisiert. Die Reaktionsbedingungen der 18F-Fluormethylierung mit d2-[18F]FMT und die Abtrennung der Radioliganden wurden an einer Modellverbindungen und den drei Zielstrukturen [18F]Fluor-[d2]methylharmol, [18F]Fluor-[d2]methyl-MH.MZ und [18F]Fluor-[d2]methylflumazenil optimiert. Es konnten radiochemischen Ausbeuten zwischen 25 und 60% erzielt werden. rnMit allen drei ZNS-Liganden wurden Kleintier-PET-Studien durchgeführt. Das d2-[18F]FMH zeigte eine schnelle und 1,5fach höhere Anreicherung im Hirn innerhalb der ersten fünf Minuten als die Vergleichssubstanz [18F]FEH. Für d2-[18F]FM-MH.MZ wurde in vivo eine höhere spezifische Anreicherung des Radiotracers im frontalen Cortex beobachtet als bei der 18F-fluorethylierten Vergleichssubstanz. Für das [18F]Fluor-[d2]methylflumazenil konnte keine Aufnahme ins Hirn festgestellt werden, sondern es kam zur vollständigen Zersetzung des Radioliganden durch Defluorierung. d2-[18F]FMH und d2-[18F]FM-MH.MZ waren bei physiologischen Bedingungen zu mehr als 90% stabil.rn

Using psilocybin to investigate the relationship between attention, working memory, and the serotonin 1A and 2A receptors

Increasing evidence suggests a link between attention, working memory, serotonin (5-HT), and prefrontal cortex activity. In an attempt to tease out the relationship between these elements, this study tested the effects of the hallucinogenic mixed 5-HT1A/2A receptor agonist psilocybin alone and after pretreatment with the 5-HT2A antagonist ketanserin. Eight healthy human volunteers were rested on a multiple-object tracking task and spatial working memory task under the four conditions: placebo, psilocybin (215 mu g/kg), ketanserin (50 mg), and psilocybin and ketanserin. Psilocybin significantly reduced attentional tracking ability, but had no significant effect on spatial working memory, suggesting a functional dissociation between the two tasks. Pretreatment with ketanserin did not attenuate the effect of psilocybin on attentional performance, suggestinga primary involvement of the 5-HT1A receptor in the observed defecit. Based on physiological and pharmacological data,we speculate that this impaired attentional performance may reflect a reduced ability to suppress or ignore distracting stimuli rather than reduced attentional capacity. The clinical relevance of these results is also discussed.

Aspects of tic like behaviour and serotonergic control

Tic-like movements in rodents bear close similarities to those observed in humans both pharmacologically and morphologically. Pharmacologically, tics are modulated by serotonergic and dopaminergic systems and abnormalities of these systems have been reported in Tourette's Syndrome (TS). Therefore, serotonergic and dopaminergic modulation of tics induced by a thyrotrophin-releasing hormone (TRH) analogue were studied as possible models for TS. The TRH analogue MK771 induced a variety of tic like movements in mice; blinking fore-paw-licking and fore-paw-tremor were quantified and serotonergic and dopaminergic modulation was investigated. The selective dopamine D1 receptor antagonists SCH23390 and SCH39166 and dopamine D2 antagonists raclopride and sulpiride had no effect on MK771 induced blinking. The D1 antagonists attenuated fore-paw-tremor and -licking while the D2 antagonists were generally without effect on these behaviours. Ketanserin (5-HT2A/ alpha-1 antagonist) and ritanserin (5-HT2A/2C antagonist) were able to attenuate MK771-induced blinking and ketanserin, mianserin (5-HT2A/2C antagonist) and prazosin (alpha-1 adrenoceptor antagonist) were able to attenuate MK771-induced fore-paw-tremor and -licking. The 5-HT2C/2B antagonist SB200646A was without effect on blinking and fore-paw-licking but dose-dependently potentiated fore-paw-tremor. The 5-HT1A agonists 8-OH DPAT and buspirone attenuated blinking at the lower doses tested but were ineffective at the higher doses; the converse was found for fore-paw-licking and -tremor behaviours.The effects of these ligands appeared to be at a postsynaptic 5-HTlA site since para-chlorophenylalanine was without effect on the manipulation of these behaviours. (S)-W A Y100135 was without effect on MK771-induced behaviours, spontaneous and DOl-induced head shakes. Because kynurenine potentiates head shakes and plasma concentrations are raised in TS patients the effects of kynurenine on the 5-HT2A/2C agonist DOl mediated head shake were established. Kynurenine potentiated the DOl head shake. Attempts were made to correlate serotonergic unit activity with tic like behaviour in cats but this proved unsuccessful. However, the pharmacological understanding of 5-HTlA receptor function has been hampered because of the lack of selective antagonists for this site. For this reason the effects of the novel 5-HTlA antagonists (S)-WA Y- 100135 and WAY -100635 were tested on 5-HT single-unit activity recorded from the dorsal-raphe-nucleus in the behaving cat. Both drugs antagonised the suppression of unit activity caused by 8-0H DPAT. (S)-WA Y-100135 reduced unit activity whereas WAY-100635 increased it. This suggests that WAY-100635 is acting as an antagonist at the 5-HTlA somatodendritic autoreceptor and that (S)W A Y -100135 acts as a partial agonist at this site. Aspects of tic like behaviour and serotonergic control are discussed.

An investigation into the pharmacology of tics and tic-like movements

The study of tic-like movements in mice has demonstrated close parallels both in characteristics and in pharmacology with the tics which occur in TS. Head-shakes and/or other tic-like behaviours occurring spontaneously or induced by the selective 5-HT2/1C agonist DOI, alpha-melanocyte stimulating hormone, adrenocorticotrophic hormone (1-39), thyrotropin releasing hormone, or RX336-M were blocked when tested with neuroleptics such as haloperidol and/or the alpha-2 adrenoceptor agonist clonidine. The selective dopamine D1 antagonists SCH23390 and SCH39166 dose-dependently blocked spontaneous and DOI head-shakes but the selective dopamine D2 antagonists sulpiride and raclopride were ineffective. The 5-HT1A receptor agonists 8-OH-DPAT, ipsapirone, gepirone, MDL 73005EF and buspirone (i.p) dose-dependently blocked DOI head-shakes, pindolol blocked the inhibitory effect of 8-OH-DPAT on DOI head-shakes. Parachlorophenylalanine blocked the inhibitory effect of 8-OH-DPAT and buspirone, suggesting that the 5-HT1A receptor involved is located presynaptically. The alpha-2 adrenoceptor antagonists yohimbine, idazoxan, 1-PP and RX811059 prevented the inhibitory effect of 8-OH-DPAT on DOI head-shakes suggesting that this 5-HT1A - 5-HT2 receptor interaction is under the modulatory control of adrenoceptors. Because kynurenine has previously been found to potentiate head-shaking, plasma kynurenine concentrations were measured in seven TS patients and were significantly higher than controls, but neopterin and biopterin were unchanged. The relationship between tic-like movements in rodents and their implications for understanding the aetiology and treatment of TS is discussed.

The antihypertensive drug pindolol attenuates long-term but not short-term binge-like ethanol consumption in mice

Alcohol dependence is a debilitating disorder with current therapies displaying limited efficacy and/or compliance. Consequently, there is a critical need for improved pharmacotherapeutic strategies to manage alcohol use disorders (AUDs). Previous studies have shown that the development of alcohol dependence involves repeated cycles of binge-like ethanol intake and abstinence. Therefore, we used a model of binge-ethanol consumption (drinking-in-the-dark) in mice to test the effects of compounds known to modify the activity of neurotransmitters implicated in alcohol addiction. From this, we have identified the FDA-approved antihypertensive drug pindolol, as a potential candidate for the management of AUDs. We show that the efficacy of pindolol to reduce ethanol consumption is enhanced following long-term (12-weeks) binge-ethanol intake, compared to short-term (4-weeks) intake. Furthermore, pindolol had no effect on locomotor activity or consumption of the natural reward sucrose. Because pindolol acts as a dual beta-adrenergic antagonist and 5-HT1A/1B partial agonist, we examined its effect on spontaneous synaptic activity in the basolateral amygdala (BLA), a brain region densely innervated by serotonin- and norepinephrine-containing fibres. Pindolol increased spontaneous excitatory post-synaptic current frequency in BLA principal neurons from long-term ethanol consuming mice but not naïve mice. Additionally, this effect was blocked by the 5-HT1A/1B receptor antagonist methiothepin, suggesting that altered serotonergic activity in the BLA may contribute to the efficacy of pindolol to reduce ethanol intake following long-term exposure. Although further mechanistic investigations are required, this study demonstrates the potential of pindolol as a new treatment option for AUDs that can be fast-tracked into human clinical studies.

Depression of Serotonin Synaptic Transmission by the Dopamine Precursor L-DOPA

Imbalance between the dopamine and serotonin (5-HT) neurotransmitter systems has been implicated in the comorbidity of Parkinson's disease (PD) and psychiatric disorders. L-DOPA, the leading treatment of PD, facilitates the production and release of dopamine. This study assessed the action of L-DOPA on monoamine synaptic transmission in mouse brain slices. Application of L-DOPA augmented the D2-receptor-mediated inhibitory postsynaptic current (IPSC) in dopamine neurons of the substantia nigra. This augmentation was largely due to dopamine release from 5-HT terminals. Selective optogenetic stimulation of 5-HT terminals evoked dopamine release, producing D2-receptor-mediated IPSCs following treatment with L-DOPA. In the dorsal raphe, L-DOPA produced a long-lasting depression of the 5-HT1A-receptor-mediated IPSC in 5-HT neurons. When D2 receptors were expressed in the dorsal raphe, application of L-DOPA resulted in a D2-receptor-mediated IPSC. Thus, treatment with L-DOPA caused ectopic dopamine release from 5-HT terminals and a loss of 5-HT-mediated synaptic transmission.

海马突触可塑性与异常记忆

5-羟色胺(5-HT)是中枢神经系统内非常重要的神经递质，广泛参与各种行为和生理过程。5-羟色胺功能低下可导致多种精神类疾病尤其是焦虑、抑郁和创伤后应激障碍等，而这些疾病都伴有学习和记忆的障碍；海马是参与学习记忆的重要脑区。海马接受5-HT神经元的直接投射且富含5-HT受体，因而海马也可以通过5-HT系统调控焦虑、抑郁及学习记忆。海马突触可塑性是学习记忆的细胞分子机制，是学习记忆的基础。我们条件性敲除转录因子Lmx1b得到中枢5-HT缺失小鼠，利用该小鼠进行中枢神经系统5-HT功能的研究。我们发现该小鼠的脑结构和运动能力正常；水迷宫空间学习能力正常，但空间记忆受损；焦虑水平降低，但是环境恐惧学习和记忆能力增强，增强的恐惧记忆能被外源给予的5-HT逆转；在中枢5-HT缺失小鼠中，应激对海马可塑性的作用即损伤LTP易化LTD消失，外源给予5-HT可以恢复应激的效果。这些结果提示应激导致海马LTP损伤可能是保护机制，缺乏这种保护机制可能导致恐惧记忆相关的创伤后应激障碍(PTSD)的易感。成瘾的核心特征是对药物的强迫性渴求和复吸。成瘾与学习记忆有很多共同的脑区和分子通路，它可能通过篡夺正常生理神经通路而产生比正常生理反应更强烈的可塑性，形成有害的异常记忆。以前的报道证实海马的兴奋性突触可塑性在成瘾过程中的适应性改变可能是成瘾的机制；但是成瘾涉及复杂的生物机制，因而不可能仅是兴奋性突触可塑性的贡献。我们研究了5-HT系统和抑制性系统（主要是GABA能系统）在成瘾中的贡献。利用中枢5-HT缺失小鼠，我们发现5-HT缺失小鼠的吗啡显著地易化了5-HT CKO的海马LTP，同时也导致成瘾行为持续不消退；5-HT和5-HT1a受体激动剂能逆转此现象。这提示毒品成瘾可能导致中枢5-HT缺失，进而增强海马LTP，使毒品相关记忆牢固不消退。GABA能系统是中枢神经系统最重要的抑制性系统，我们研究发现一次吗啡对内源性大麻受体（CB1R）依赖的抑制性突触的长时程抑制（Inhibitory long-term depression，I-LTD）没有影响，成瘾后I-LTD抑制，而吗啡成瘾后戒断导致了内源性大麻受体(CB1R)和L-型钙通道(LTCC)依赖的GABA能LTD (I-LTD)，使I-LTD增大了一倍，提示在吗啡成瘾阶段过程中，有组合突触可塑性发生，进而增强了突触可塑性的调控范围。 本论文是对中枢5-HT系统对海马兴奋性突触可塑性在焦虑、应激、成瘾等异常记忆中的调节作用以及海马抑制性系统在成瘾和戒断中的贡献进行研究，表明恐惧记忆和毒品成瘾记忆存在许多共同的细胞分子机理，对今后治疗焦虑、创伤后应激障碍和成瘾提供了新的思路。

Substance P, récepteurs NK1 et neurones à sérotonine : relations anatomiques et fonctionnelles dans le noyau raphe dorsalis

Nous avons étudié les relations anatomiques entre les systèmes de neurotransmission à substance P (SP) et à sérotonine (5-hydroxytryptamine, 5-HT) dans le noyau du raphé dorsal (NRD) du rongeur, afin de mieux comprendre les interactions entre ces systèmes durant la régulation de l’humeur. Le NRD reçoit une innervation SP provenant de l’habenula, et le blocage pharmacologique des récepteurs neurokinine-1 (rNK1) de la SP aurait des effets antidépresseurs. Chez le rongeur, le traitement par les antagonistes des rNK1 s’accompagne d’une désensibilisation des autorécepteurs 5-HT1A de la 5-HT et d’une hausse de l’activité des neurones 5-HT dans le NRD, suggérant des interactions locales entre ces deux systèmes. Dans un premier temps, nous avons démontré par doubles marquages immunocytochimiques en microscopies optique, confocale et électronique, la présence du rNK1 dans une sous-population de neurones 5-HT du NRD caudal. Lors de l’analyse en microscopie électronique, nous avons pu constater que les rNK1 étaient principalement cytoplasmiques dans les neurones 5-HT et membranaires sur les neurones non 5-HT du noyau. Grâce à d’autres doubles marquages, nous avons aussi pu identifier les neurones non-5-HT porteurs de rNK1 comme étant GABAergiques. Nous avons ensuite combiné l’immunomarquage de la SP avec celui du rNK1, dans le but d’examiner les relations entre les terminaisons (varicosités *) axonales SP et les neurones 5-HT (pourvus de rNK1 cytoplasmiques du NRD caudal. En simple marquage de la SP, nous avons pu estimer à 41% la fréquence avec laquelle les terminaisons SP font synapse. Dans le matériel doublement marqué pour la SP et son récepteur, les terminaisons SP ont été fréquemment retrouvées en contact direct ou à proximité des dendrites munies de rNK1 cytoplasmiques, mais toujours éloignées des dendrites à rNK1 membranaires. Pour tester l’hypothèse d’une internalisation soutenue des rNK1 par la SP dans les neurones 5-HT, nous avons ensuite examiné la localisation subcellulaire du récepteur chez le rat traité avec un antagoniste du rNK1, le RP67580. La densité du marquage des rNK1 a été mesurée dans le cytoplasme et sur la membrane des deux types de dendrites (5-HT: rNK1 cytoplasmiques; non 5-HT: rNK1 membranaires). Une heure après une injection unique de l’antagoniste, la distribution du rNK1 est apparue inchangée dans les deux types de neurones (5-HT et non 5-HT). Par contre, après un traitement quotidien de 7 ou 21 jours avec l’antagoniste, nous avons mesuré une augmentation significative des densités cytoplasmique et membranaire du rNK1 dans les neurones 5-HT, sans aucun changement dans les neurones non 5-HT. Ces traitements ont aussi augmenté l’expression du gène rNK1 dans le NRD. Enfin, nous avons mesuré une hausse de la densité membranaire du rNK1 dans les neurones 5-HT, sans hausse de densité cytoplasmique, par suite d’une lésion bilatérale de l’habenula. Ces résultats confortent l’hypothèse d’une activation et d’une internalisation soutenues des rNK1 par la SP dans les neurones 5-HT du NRD caudal. Ils suggèrent aussi que le trafic des rNK1 dans les neurones 5-HT du NRD représente un mécanisme cellulaire en contrôle de l’activation du système 5-HT par les afférences SP en provenance de l’habenula.

Effets neurophysiologiques de la stimulation du nerf vague : implication dans le traitement de la dépression résistante et optimisation des paramètres de stimulation

La dépression est une pathologie grave qui, malgré de multiples stratégies thérapeutiques, demeure résistante chez un tiers des patients. Les techniques de stimulation cérébrale sont devenues une alternative intéressante pour les patients résistants à diverses pharmacothérapies. La stimulation du nerf vague (SNV) a ainsi fait preuve de son efficacité en clinique et a récemment été approuvée comme traitement additif pour la dépression résistante. Cependant, les mécanismes d’action de la SNV en rapport avec la dépression n’ont été que peu étudiés. Cette thèse a donc eu comme premier objectif de caractériser l’impact de la SNV sur les différents systèmes monoaminergiques impliqués dans la pathophysiologie de la dépression, à savoir la sérotonine (5-HT), la noradrénaline (NA) et la dopamine (DA), grâce à l’utilisation de techniques électrophysiologiques et de la microdialyse in vivo chez le rat. Des études précliniques avaient déjà révélé qu’une heure de SNV augmente le taux de décharge des neurones NA du locus coeruleus, et que 14 jours de stimulation sont nécessaires pour observer un effet comparable sur les neurones 5-HT. Notre travail a démontré que la SNV modifie aussi le mode de décharge des neurones NA qui présente davantage de bouffées, influençant ainsi la libération terminale de NA, qui est significativement augmentée dans le cortex préfrontal et l’hippocampe après 14 jours. L’augmentation de la neurotransmission NA s’est également manifestée par une élévation de l’activation tonique des récepteurs postsynaptiques α2-adrénergiques de l’hippocampe. Après lésion des neurones NA, nous avons montré que l’effet de la SNV sur les neurones 5-HT était indirect, et médié par le système NA, via l’activation des récepteurs α1-adrénergiques présents sur les neurones du raphé. Aussi, tel que les antidépresseurs classiques, la SNV augmente l’activation tonique des hétérorécepteurs pyramidaux 5-HT1A, dont on connait le rôle clé dans la réponse thérapeutique aux antidépresseurs. Par ailleurs, nous avons constaté que malgré une diminution de l’activité électrique des neurones DA de l’aire tegmentale ventrale, la SNV induit une augmentation de la DA extracellulaire dans le cortex préfrontal et particulièrement dans le noyau accumbens, lequel joue un rôle important dans les comportements de récompense et l’hédonie. Un deuxième objectif a été de caractériser les paramètres optimaux de SNV agissant sur la dépression, en utilisant comme indicateur le taux de décharge des neurones 5-HT. Des modalités de stimulation moins intenses se sont avérées aussi efficaces que les stimulations standards pour augmenter l’activité électrique des neurones 5-HT. Ces nouveaux paramètres de stimulation pourraient s’avérer bénéfiques en clinique, chez des patients ayant déjà répondu à la SNV. Ils pourraient minimiser les effets secondaires reliés aux périodes de stimulation et améliorer ainsi la qualité de vie des patients. Ainsi, ces travaux de thèse ont caractérisé l’influence de la SNV sur les trois systèmes monoaminergiques, laquelle s’avère en partie distincte de celle des antidépresseurs classiques tout en contribuant à son efficacité en clinique. D’autre part, les modalités de stimulation que nous avons définies seraient intéressantes à tester chez des patients recevant la SNV, car elles devraient contribuer à l’amélioration des bénéfices cliniques de cette thérapie.

Serotoninergic receptors in the anteroventral preoptic region modulate the hypoxic ventilatory response

Hypothalamus is a site of integration of the hypoxic and thermal stimuli on breathing and there is evidence that serotonin (5-HT) receptors in the anteroventral preoptic region (AVPO) mediate hypoxic hypothermia. Once 5-HT is involved in the hypoxic ventilatory response (HVR), we investigated the participation of the 5-HT receptors (5-HT1, 5-HT2 and 5-HT7) in the AVPO in the HVR. To this end, pulmonary ventilation (V-E) of rats was measured before and after intra-AVPO microinjection of methysergide (a 5-HT1 and 5-HT2 receptor antagonist), WAY-100635 (a 5-HT1A receptor antagonist) and SB-269970 (a 5-HT7 receptor antagonist), followed by 60 min of hypoxia exposure (7% O-2). Intra-AVPO microinjection of vehicles or 5-HT antagonists did not change VE during normoxic conditions. Exposure of rats to 7% O-2 evoked typical hypoxia-induced hyperpnea after vehicle microinjection, which was not affected by methysergide. WAY-100635 and SB-269970 treatment caused an increased HVR, due to a higher tidal volume. Therefore, the current data provide the evidence that 5-HT acting on 5-HT1A and 5-HT7 receptors in the AVPO exert an inhibitory modulation on the HVR. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Serotonergic neurons in the median raphe nucleus regulate inhibitory avoidance but not escape behavior in the rat elevated T-maze test of anxiety

Rationale: A wealth of evidence supports the involvement of the serotonergic neurons of the median raphe nucleus (MRN) in anxiety. However, it is presently unclear whether serotonergic pathways arising from this nucleus play distinguishing regulatory roles in defensive behaviors that have been associated with specific subtypes of anxiety disorders. Objectives: To evaluate the role of the MRN serotonergic neurons in the regulation of two defensive behaviors, inhibitory avoidance and escape, which have been related, respectively, to generalized anxiety and panic disorders. Methods: Male Wistar rats were submitted to the elevated T-maze test of anxiety after intra-MRN administration of drugs that either non-selectively or selectively change the activity of the serotonergic neurons. Results: Intra-MRN injection of FG 7142 (0.04 and 0.08 nmol) and kainic acid (0.03 and 0.06 nmol), drugs that non-selectively stimulate the MRN serotonergic neurons, facilitated inhibitory avoidance acquisition, but impaired escape performance. Microinjection of muscimol (0.11 and 0.22 nmol), a compound that non-selectively inhibits the activity of the MRN serotonergic neurons, impaired inhibitory avoidance and facilitated escape performance. Both kainic acid and muscimol also changed rat locomotion in the open-field test. Intra-MRN injection of 8-OH-DPAT (0.6-15 nmol) and WAY-100635 (0.18-0.74 nmol), respectively an agonist and an antagonist of somatodendritic 5-HT1A receptors located on serotonergic neurons of the MRN, only affected inhibitory avoidance-while the former inhibited the acquisition of this behavior, the latter facilitated it. Conclusion: MRN serotonergic neurons seem to be selectively involved in the regulation of inhibitory avoidance in the elevated T-maze. This result supports the proposal that 5-HT pathways departing from this nucleus play an important role in anxiety processing, with implications for pathologies such as generalized anxiety disorder.

The dorsal raphe nucleus exerts opposed control on generalized anxiety and panic-related defensive responses in rats

It has been proposed that the ascending dorsal raphe (DR)-serotonergic (5-HT) pathway facilitates conditioned avoidance responses to potential or distal threat, while the DR-periventricular 5-HT pathway inhibits unconditioned flight reactions to proximal danger. Dysfunction on these pathways would be, respectively, related to generalized anxiety (GAD) and panic disorder (PD). To investigate this hypothesis, we microinjected into the rat DR the benzodiazepine inverse receptor agonist FG 7142, the 5-HT1A receptor agonist 8-OH-DPAT or the GABA(A) receptor agonist muscimol. Animals were evaluated in the elevated T-maze (ETM) and light/dark transition test. These models generate defensive responses that have been related to GAD and PD. Experiments were also conducted in the ETM 14 days after the selective lesion of DR serotonergic neurons by 5,7-dihydroxytriptamine (DHT). In all cases, rats were pre-exposed to one of the open arms of the ETM 1 day before testing. The results showed that FG 7142 facilitated inhibitory avoidance, an anxiogenic effect, while impairing one-way escape, an anxiolytic effect. 8-OH-DPAT, muscimol, and 5,7-DHT-induced lesions acted in the opposite direction, impairing inhibitory avoidance while facilitating one-way escape from the open arm. In the light/dark transition, 8-OH-DPAT and muscimol increased the time spent in the lighted compartment, an anxiolytic effect. The data supports the view that distinct DR-5-HT pathways regulate neural mechanisms underlying GAD and PD. (C) 2002 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Anxiolytic-like effect of way-100635 microinfusions into the median (but not dorsal) raphe nucleus in mice exposed to the plus-maze: influence of prior test experience

Studies in several laboratories have confirmed the anxiolytic potential of a wide range of 5-HT1A receptor antagonists in rats and mice, with recent evidence pointing to a postsynaptic site of action in the ventral hippocampus. It would, therefore, be predicted that blockade of 5-HT1A somatodendritic autoreceptors in the midbrain raphe nuclei should produce anxiogenic-like effects. To test this hypothesis, we investigated the effects of WAY-100635 microinfusions (0, 1.0 or 3.0 mug in 0.1 mul) into the dorsal (DRN) or median (MRN) raphe nuclei on behaviours displayed by male Swiss-Webster mice in the elevated plus-maze. As this test is sensitive to prior experience. The effects of intra-raphe infusions were examined both in maze-naive and maze-experienced subjects. Sessions, were videotaped and subsequently scored for conventional indices of anxiety (open arm avoidance) and locomotor activity (closed arm entries), as well as a range of ethological measures (e.g. risk assessment). In maze-naive mice, intra-MRN (but not intra-DRN) infusions of WAY-100635 (3.0 mug) increased open arm exploration and reduced risk assessment. Importantly, these effects could not be attributed to a general reduction in locomotor activity. A similar, though somewhat weaker, pattern of behavioural change was observed in maze-experienced animals. This unexpected anxiolytic effect of 5-HT1A autoreceptor blockade in the MRN cannot be accounted fur by a disinhibition of 5-HT release in forebrain targets (e.g. hippocampus and amygdala), where stimulation of postsynaptic 5-HT1A receptors enhances anxiety-like responses. However, as the MRN also projects to the periaqueductal gray matter (PAG), an area known to be sensitive to the anti-aversive effects or 5-HT, it is argued that present results may reflect increased 5-HT release at this crucial midbrain locus within the neural circuitry of defense. (C) 2002 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.