Effect of Sapindus trifoliatus on hyperalgesic in vivo migraine models

Phytotherapies have offered alternative sources of therapy for migraine and gained much importance in prophylactic treatment. Sapindus trifoliatus is a medium-sized deciduous tree growing wild in south India that belongs to the family Sapindaceae. The pericarp is reported for various medicinal properties. A thick aqueous solution of the pericarp is used for the treatment of hemicrania, hysteria or epilepsy in folklore medicine. We have investigated the antihyperalgesic effects of the lyophilized aqueous extract of S. trifoliatus in animal models predictive of experimental migraine models using morphine withdrawal-induced hyperalgesia on the hot-plate test and on 0.3% acetic acid-induced abdominal constrictions in adult male Swiss albino mice. The extract significantly (N = 10, P < 0.05) increased the licking latency in the hot-plate test when administered ip at 10 mg/kg (6.70 ± 0.39 s in saline control vs 18.76 ± 0.96 s in S. trifoliatus-treated animals) and significantly (N = 10, P < 0.001) reduced the abdominal constrictions when administered ip at 2 and 10 mg/kg (40.20 ± 1.36 in saline control vs 30.20 ± 1.33 and 23.00 ± 0.98 for 2 and 10 mg/kg, ip, respectively, in S. trifoliatus-treated animals). Furthermore, when administered ip at 20 and 100 mg/kg, the extract significantly (N = 10, P < 0.05) inhibited the apomorphine-induced climbing behavior in mice (climbing duration 15.75 ± 5.0 min for saline control vs 11.4 ± 1.28 and 3.9 ± 1.71 min for 20 and 100 mg/kg, respectively, in S. trifoliatus-treated animals). In receptor radioligand-binding studies, the extract exhibited affinity towards D2 receptors. The findings suggest that dopamine D2 antagonism could be the mechanism involved in the antihyperalgesic activity of the aqueous extract of S. trifoliatus.

Neo-Timm staining in the thalamus of chronically epileptic rats

The thalamus is an important modulator of seizures and is severely affected in cholinergic models of epilepsy. In the present study, chronically epileptic rats had their brains processed for neo-Timm and acetylcholinesterase two months after the induction of status epilepticus with pilocarpine. Both controls and pilocarpine-treated animals presented neo-Timm staining in the anterodorsal nucleus, laterodorsal nucleus, reticular nucleus, most intralaminar nuclei, nucleus reuniens, and rhomboid nucleus of the thalamus, as well as in the zona incerta. The intensity of neo-Timm staining was similar in control and pilocarpine-treated rats, except for the nucleus reuniens and the rhomboid nucleus, which had a lower intensity of staining in the epileptic group. In animal models of temporal lobe epilepsy, zinc seems to modulate glutamate release and to decrease seizure activity. In this context, a reduction of neo-Timm-stained terminals in the midline thalamus could ultimately result in an increased excitatory activity, not only within its related nuclei, but also in anatomical structures that receive their efferent connections. This might contribute to the pathological substrate observed in chronic pilocarpine-treated epileptic animals.

Attention in schizophrenia and in epileptic psychosis

The adaptive behavior of human beings is usually supported by rapid monitoring of outstanding events in the environment. Some investigators have suggested that a primary attention deficit might trigger symptoms of schizophrenia. In addition, researchers have long discussed the relationship between schizophrenia and the schizophrenia-like psychosis of epilepsy (SLPE). On the basis of these considerations, the objective of the present study was to investigate attention performance of patients with both disorders. Patient age was 18 to 60 years, and all patients had received formal schooling for at least four years. Patients were excluded if they had any systemic disease with neurologic or psychiatric comorbidity, or a history of brain surgery. The computer-assisted TAVIS-2R test was applied to all patients and to a control group to evaluate and discriminate between selective, alternating and sustained attention. The TAVIS-2R test is divided into three parts: one for selective attention (5 min), the second for alternating attention (5 min), and the third for the evaluation of vigilance or sustained attention (10 min). The same computer software was used for statistical analysis of reaction time, omission errors, and commission errors. The sample consisted of 36 patients with schizophrenia, 28 with interictal SLPE, and 47 healthy controls. The results of the selective attention tests for both patient groups were significantly lower than that for controls. The patients with schizophrenia and SLPE performed differently in the alternating and sustained attention tests: patients with SLPE had alternating attention deficits, whereas patients with schizophrenia showed deficits in sustained attention. These quantitative results confirmed the qualitative clinical observations for both patient groups, that is, that patients with schizophrenia had difficulties in focusing attention, whereas those with epilepsy showed perseveration in attention focus.

Protein tyrosine kinase inhibitors modify kainic acid-induced epileptiform activity and mossy fiber sprouting but do not protect against limbic cell death

Intrahippocampal administration of kainic acid (KA) induces synaptic release of neurotrophins, mainly brain-derived neurotrophic factor, which contributes to the acute neuronal excitation produced by the toxin. Two protein tyrosine kinase inhibitors, herbimycin A and K252a, were administered intracerebroventricularly, in a single dose, to attenuate neurotrophin signaling during the acute effects of KA, and their role in epileptogenesis was evaluated in adult, male Wistar rats weighing 250-300 g. The latency for the first Racine stage V seizure was 90 ± 8 min in saline controls (N = 4) which increased to 369 ± 71 and 322 ± 63 min in animals receiving herbimycin A (1.74 nmol, N = 4) and K252a (10 pmol, N = 4), respectively. Behavioral alterations were accompanied by diminished duration of EEG paroxysms in herbimycin A- and K252a-treated animals. Notwithstanding the reduction in seizure severity, cell death (60-90% of cell loss in KA-treated animals) in limbic regions was unchanged by herbimycin A and K252a. However, aberrant mossy fiber sprouting was significantly reduced in the ipsilateral dorsal hippocampus of K252a-treated animals. In this model of temporal lobe epilepsy, both protein kinase inhibitors diminished the acute epileptic activity triggered by KA and the ensuing morphological alterations in the dentate gyrus without diminishing cell loss. Our current data indicating that K252a, but not herbimycin, has an influence over KA-induced mossy fiber sprouting further suggest that protein tyrosine kinase receptors are not the only factors which control this plasticity. Further experiments are necessary to elucidate the exact signaling systems associated with this K252a effect.

Purinergic signalling: past, present and future

The discovery of non-adrenergic, non-cholinergic neurotransmission in the gut and bladder in the early 1960's is described as well as the identification of adenosine 5'-triphosphate (ATP) as a transmitter in these nerves in the early 1970's. The concept of purinergic cotransmission was formulated in 1976 and it is now recognized that ATP is a cotransmitter in all nerves in the peripheral and central nervous systems. Two families of receptors to purines were recognized in 1978, P1 (adenosine) receptors and P2 receptors sensitive to ATP and adenosine diphosphate (ADP). Cloning of these receptors in the early 1990's was a turning point in the acceptance of the purinergic signalling hypothesis and there are currently 4 subtypes of P1 receptors, 7 subtypes of P2X ion channel receptors and 8 subtypes of G protein-coupled receptors. Both short-term purinergic signalling in neurotransmission, neuromodulation and neurosecretion and long-term (trophic) purinergic signalling of cell proliferation, differentiation, motility, death in development and regeneration are recognized. There is now much known about the mechanisms underlying ATP release and extracellular breakdown by ecto-nucleotidases. The recent emphasis on purinergic neuropathology is discussed, including changes in purinergic cotransmission in development and ageing and in bladder diseases and hypertension. The involvement of neuron-glial cell interactions in various diseases of the central nervous system, including neuropathic pain, trauma and ischemia, neurodegenerative diseases, neuropsychiatric disorders and epilepsy are also considered.

Reduced hippocampal GABAergic function in Wistar audiogenic rats

Epilepsy is a neurological disorder associated with excitatory and inhibitory imbalance within the underlying neural network. This study evaluated inhibitory γ-amino-butyric acid (GABA)ergic modulation in the CA1 region of the hippocampus of male Wistar rats and Wistar audiogenic rats (aged 90 ± 3 days), a strain of inbred animals susceptible to audiogenic seizures. Field excitatory postsynaptic potentials and population spike complexes in response to Schaffer collateral fiber stimulation were recorded in hippocampal slices before and during application of picrotoxin (50 µM, 60 min), a GABA A antagonist, and the size of the population spike was quantified by measuring its amplitude and slope. In control audiogenic-resistant Wistar rats (N = 9), picrotoxin significantly increased both the amplitude of the population spike by 51 ± 19% and its maximum slope by 73 ± 21%. In contrast, in slices from Wistar audiogenic rats (N = 6), picrotoxin caused no statistically significant change in population spike amplitude (33 ± 46%) or slope (11 ± 29%). Data are reported as means ± SEM. This result indicates a functional reduction of GABAergic neurotransmission in hippocampal slices from Wistar audiogenic rats.

Anticonvulsant and antiarrhythmic effects of nifedipine in rats prone to audiogenic seizures

Calcium ion participates in the regulation of neural transmission and the presynaptic release of neurotransmitters. It is also involved in epileptic events, cardiac arrhythmias and abnormal conduction of stimuli. The purpose of the present study was to evaluate the effects of nifedipine, a calcium channel blocker, on epileptic seizures and on reperfusion arrhythmias in rats prone to audiogenic epileptic seizures (Wistar audiogenic rats, WAR) and in normal Wistar rats (N = 6/group). The seizure severity index was applied after an intraperitoneal injection of 20 or 40 mg/kg nifedipine (N20 and N40 groups, respectively). The Langendorff technique was used to analyze cardiac function, as well as the incidence and severity of the reperfusion arrhythmias after ligature and release of the left coronary artery in rats treated or not with nifedipine. We found that nifedipine treatment decreased seizure severity (0.94 ± 0.02 for WAR; 0.70 ± 0.10 for WAR + N20; 0.47 ± 0.08 for WAR + N40) and increased the latent period (13 ± 2 s for WAR; 35 ± 10 s for WAR + N20; 48 ± 7 s for WAR + N40) for the development of seizures in WAR. Furthermore, the incidence and severity of the reperfusion arrhythmias were lower in WAR and normal Wistar rats injected with nifedipine. In WAR, these effects were mediated, at least in part, by a decrease in heart rate. Thus, our results indicate that nifedipine may be considered to be a potential adjuvant drug for epilepsy treatment, especially in those cases associated with cardiac rhythm abnormalities.

Transcranial direct current stimulation and repetitive transcranial magnetic stimulation in consultation-liaison psychiatry

Patients with clinical diseases often present psychiatric conditions whose pharmacological treatment is hampered due to hazardous interactions with the clinical treatment and/or disease. This is particularly relevant for major depressive disorder, the most common psychiatric disorder in the general hospital. In this context, nonpharmacological interventions could be useful therapies; and, among those, noninvasive brain stimulation (NIBS) might be an interesting option. The main methods of NIBS are repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), which was recently approved as a nonresearch treatment for some psychiatric conditions, and transcranial direct current stimulation (tDCS), a technique that is currently limited to research scenarios but has shown promising results. Therefore, our aim was to review the main medical conditions associated with high depression rates, the main obstacles for depression treatment, and whether these therapies could be a useful intervention for such conditions. We found that depression is an important and prevalent comorbidity in a variety of diseases such as epilepsy, stroke, Parkinson's disease, myocardial infarction, cancer, and in other conditions such as pregnancy and in patients without enteral access. We found that treatment of depression is often suboptimal within the above contexts and that rTMS and tDCS therapies have been insufficiently appraised. We discuss whether rTMS and tDCS could have a significant impact in treating depression that develops within a clinical context, considering its unique characteristics such as the absence of pharmacological interactions, the use of a nonenteral route, and as an augmentation therapy for antidepressants.

Caractérisation électro-clinique des convulsions fébriles et risque d’épilepsie

Environ 2-3% d’enfants avec convulsions fébriles (CF) développent une épilepsie, mais les outils cliniques existants ne permettent pas d’identifier les enfants susceptibles de développer une épilepsie post-convulsion fébrile. Des études ont mis en évidence des anomalies d’EEG quantifiée, et plus particulièrement en réponse à la stimulation lumineuse intermittente (SLI), chez des patients épileptiques. Aucune étude n’a analysé ces paramètres chez l’enfant avec CF et il importe de déterminer s’ils sont utiles pour évaluer le pronostic des CF. Les objectifs de ce programme de recherche étaient d’identifier, d’une part, des facteurs de risque cliniques qui déterminent le développement de l’épilepsie après des CF et, d’autre part, des marqueurs électrophysiologiques quantitatifs qui différencieraient les enfants avec CF des témoins et pourraient aider à évaluer leur pronostic. Afin de répondre à notre premier objectif, nous avons analysé les dossiers de 482 enfants avec CF, âgés de 3 mois à 6 ans. En utilisant des statistiques de survie, nous avons décrit les facteurs de risque pour développer une épilepsie partielle (antécédents prénataux, retard de développement, CF prolongées et focales) et généralisée (antécédents familiaux d’épilepsie, CF récurrentes et après l’âge de 4 ans). De plus, nous avons identifié trois phénotypes cliniques distincts ayant un pronostic différent : (i) CF simples avec des antécédents familiaux de CF et sans risque d’épilepsie ultérieure; (ii) CF récurrentes avec des antécédents familiaux d’épilepsie et un risque d’épilepsie généralisée; (iii) CF focales avec des antécédents familiaux d’épilepsie et un risque d’épilepsie partielle. Afin de répondre à notre deuxième objectif, nous avons d’abord analysé les potentiels visuels steady-state (PEVSS) évoqués par la SLI (5, 7,5, 10 et 12,5 Hz) en fonction de l’âge. Le tracé EEG de haute densité (128 canaux) a été enregistré chez 61 enfants âgés entre 6 mois et 16 ans et 8 adultes normaux. Nous rapportons un développement topographique différent de l’alignement de phase des composantes des PEVSS de basses (5-15 Hz) et de hautes (30-50 Hz) fréquences. Ainsi, l’alignement de phase des composantes de basses fréquences augmente en fonction de l’âge seulement au niveau des régions occipitale et frontale. Par contre, les composantes de hautes fréquences augmentent au niveau de toutes les régions cérébrales. Puis, en utilisant cette même méthodologie, nous avons investigué si les enfants avec CF présentent des anomalies des composantes gamma (50-100 Hz) des PEVSS auprès de 12 cas de CF, 5 frères et sœurs des enfants avec CF et 15 témoins entre 6 mois et 3 ans. Nous montrons une augmentation de la magnitude et de l’alignement de phase des composantes gamma des PEVSS chez les enfants avec CF comparés au groupe témoin et à la fratrie. Ces travaux ont permis d’identifier des phénotypes électro-cliniques d’intérêt qui différencient les enfants avec CF des enfants témoins et de leur fratrie. L’étape suivante sera de vérifier s’il y a une association entre les anomalies retrouvées, la présentation clinique et le pronostic des CF. Cela pourrait éventuellement aider à identifier les enfants à haut risque de développer une épilepsie et permettre l’institution d’un traitement neuroprotecteur précoce.

Impact du genre et du modèle sur les mécanismes d’épileptogénèse dans le cerveau immature

Les modèles kainate et pentylènetétrazole représentent deux modèles d’épilepsie du lobe temporal dont les conséquences à long terme sont différentes. Le premier est un modèle classique d’épileptogénèse avec crises récurrentes spontanées tandis que le second se limite aux crises aigües. Nous avons d’abord caractérisé les différents changements survenant dans les circuits excitateurs et inhibiteurs de l’hippocampe adulte de rats ayant subi des crises à l’âge immature. Ensuite, ayant observé dans le modèle fébrile une différence du pronostic lié au genre, nous avons voulu savoir si cette différence était aussi présente dans des modèles utilisant des neurotoxines. L’étude électrophysiologique a démontré que les rats KA et PTZ, mâles comme femelles, présentaient une hyperactivité des récepteurs NMDA au niveau des cellules pyramidales du CA1, CA3 et DG. Les modifications anatomiques sous-tendant cette hyperexcitabilité ont été étudiées et les résultats ont montré une perte sélective des interneurones GABAergiques contenant la parvalbumine dans les couches O/A du CA1 des mâles KA et PTZ. Chez les femelles, seul le DG était légèrement affecté pour les PTZ tandis que les KA présentaient, en plus du DG, des pertes importantes au niveau de la couche O/A. Les évaluations cognitives ont démontré que seuls les rats PTZ accusaient un déficit spatial puisque les rats KA présentaient un apprentissage comparable aux rats normaux. Cependant, encore une fois, cette différence n’était présente que chez les mâles. Ainsi, nos résultats confirment qu’il y a des différences liées au genre dans les conséquences des convulsions lorsqu’elles surviennent chez l’animal immature.

Le miroir brisé : le délire à l’œuvre dans Trou de mémoire et L’Antiphonaire d’Hubert Aquin

Ce mémoire aborde la question de la folie dans l’œuvre d’Hubert Aquin, en particulier dans deux romans : Trou de mémoire et L’Antiphonaire. Deux types de désordre de la personnalité font l’objet de l’étude : le délire psychotique dans le cas de Trou de mémoire, et l’épilepsie pour ce qui est de L’Antiphonaire. La question de la maladie mentale ou neurologique est envisagée tant du point de vue thématique que du point de vue structurel. Bien que l’aspect thématique occupe la majeure partie du mémoire, l’analyse de la structure du récit y tient une place importante, l’une des hypothèses de départ étant que le désordre mental affecte la composition narrative des deux romans d’Aquin. Plusieurs sources non littéraires sont utilisées pour apporter des éléments d’analyse susceptibles de confirmer les hypothèses proposées. En plus de faire appel à des sources médicales et à des textes relevant de la psychologie, cette recherche trace un historique de l’épilepsie, en faisant ressortir les différences entre la conception qu’on en avait à l’époque de la Renaissance et celle qui prévaut aujourd’hui. Tout en empruntant à des domaines divers du savoir, cette étude s’intéresse à une question peu traitée par la critique ayant abordé le thème de la folie chez Aquin : celle de ses répercussions sur la structure du récit.

Développement et fonctionnement des mécanismes de résonance motrice chez l'humain

La découverte dans le cerveau du singe macaque de cellules visuo-motrices qui répondent de façon identique à la production et la perception d’actes moteurs soutient l’idée que ces cellules, connues sous le nom de neurones-miroirs, encoderaient la représentation d’actes moteurs. Ces neurones, et le système qu’ils forment, constitueraient un système de compréhension moteur; par delà la simple représentation motrice, il est également possible que ce système participe à des processus de haut niveau en lien avec la cognition sociale. Chez l’humain adulte, des études d’imagerie récentes montrent d’importants chevauchements entre les patrons d’activité liés à l’exécution d’actes moteurs et ceux associés à la perception d’actions. Cependant, malgré le nombre important d’études sur ce système de résonance motrice, étonnamment peu se sont penchées sur les aspects développementaux de ce mécanisme, de même que sa relation avec certaines habiletés sociales dans la population neurotypique. De plus, malgré l’utilisation répandue de certaines techniques neurophysiologiques pour quantifier l’activité de ce système, notamment l’électroencéphalographie et la stimulation magnétique transcrânienne, on ignore en grande partie la spécificité et la convergence de ces mesures dans l’étude des processus de résonance motrice. Les études rassemblées ici visent à combler ces lacunes, c'est-à-dire (1) définir l’existence et les propriétés fonctionnelles du système de résonance motrice chez l’enfant humain, (2) établir le lien entre ce système et certaines habiletés sociales spécifiques et (3) déterminer la validité des outils d’investigation couramment utilisés pour mesurer son activité. Dans l’article 1, l’électroencéphalographie quantitative est utilisée afin de mesurer l’activité des régions sensorimotrices chez un groupe d’enfants d’âge scolaire durant la perception d’actions de la main. On y démontre une modulation de l’activité du rythme mu aux sites centraux non seulement lors de l’exécution de tâches motrices, mais également lors de l’observation passive d’actions. Ces résultats soutiennent l’hypothèse de l’existence d’un système de résonance motrice sensible aux représentations visuelles d’actes moteurs dans le cerveau immature. L’article 2 constitue une étude de cas réalisée chez une jeune fille de 12 ans opérée pour épilepsie réfractaire aux médicaments. L’électroencéphalographie intracrânienne est utilisée afin d’évaluer le recrutement du cortex moteur lors de la perception de sons d’actions. On y montre une modulation de l’activité du cortex moteur, visible dans deux périodes distinctes, qui se reflètent par une diminution de la puissance spectrale des fréquences beta et alpha. Ces résultats soutiennent l’hypothèse de l’existence d’un système de résonance motrice sensible aux représentations auditives d’actions chez l’enfant. L’article 3 constitue une recension des écrits portant sur les données comportementales et neurophysiologiques qui suggèrent la présence d’un système de compréhension d’action fonctionnel dès la naissance. On y propose un modèle théorique où les comportements d’imitation néonataux sont vus comme la résultante de mécanismes d’appariement moteurs non inhibés. Afin de mesurer adéquatement la présence de traits empathiques et autistique dans le but de les mettre en relation avec l’activité du système de résonance motrice, l’article 4 consiste en une validation de versions françaises des échelles Empathy Quotient (Baron-Cohen & Wheelwright, 2004) et Autism Spectrum Quotient (Baron-Cohen et al., 2001) qui seront utilisées dans l’article 5. Les versions traduites de ces échelles ont été administrées à 100 individus sains et 23 personnes avec un trouble du spectre autistique. Les résultats répliquent fidèlement ceux obtenus avec les questionnaires en version anglaise, ce qui suggère la validité des versions françaises. Dans l’article 5, on utilise la stimulation magnétique transcrânienne afin d’investiguer le décours temporel de l’activité du cortex moteur durant la perception d’action et le lien de cette activité avec la présence de traits autistiques et empathiques chez des individus normaux. On y montre que le cortex moteur est rapidement activé suivant la perception d’un mouvement moteur, et que cette activité est corrélée avec les mesures sociocognitives utilisées. Ces résultats suggèrent l’existence d’un système d’appariement moteur rapide dans le cerveau humain dont l’activité est associée aux aptitudes sociales. L’article 6 porte sur la spécificité des outils d’investigation neurophysiologique utilisés dans les études précédentes : la stimulation magnétique transcrânienne et l’électroencéphalographie quantitative. En utilisant ces deux techniques simultanément lors d’observation, d’imagination et d’exécution d’actions, on montre qu’elles évaluent possiblement des processus distincts au sein du système de résonance motrice. En résumé, cette thèse vise à documenter l’existence d’un système de résonance motrice chez l’enfant, d’établir le lien entre son fonctionnement et certaines aptitudes sociales et d’évaluer la validité et la spécificité des outils utilisés pour mesurer l’activité au sein de ce système. Bien que des recherches subséquentes s’avèrent nécessaires afin de compléter le travail entamé ici, les études présentées constituent une avancée significative dans la compréhension du développement et du fonctionnement du système de résonance motrice, et pourraient éventuellement contribuer à l’élaboration d’outils diagnostiques et/ou de thérapeutiques chez des populations où des anomalies de ce système ont été répertoriées.

Couplage du récepteur à sept domaines transmembranaires GABA-B1 aux voies intracellulaires de signalisation en absence de GABA-B2

Le GABA est le principal neurotransmetteur inhibiteur du SNC et est impliqué dans le développement du cerveau, la plasticité synaptique et la pathogénèse de maladies telles que l’épilepsie, les troubles de l’anxiété et la douleur chronique. Le modèle actuel de fonctionnement du récepteur GABA-B implique l’hétérodimérisation GABA-B1/B2, laquelle est requise au ciblage à la surface membranaire et au couplage des effecteurs. Il y est cependant des régions du cerveau, des types cellulaires et des périodes du développement cérébral où la sous-unité GABA-B1 est exprimée en plus grande quantité que GABA-B2, ce qui suggère qu’elle puisse être fonctionnelle seule ou en association avec des partenaires inconnus, à la surface cellulaire ou sur la membrane réticulaire. Dans le cadre de cette thèse, nous montrons la capacité des récepteurs GABA-B1 endogènes à activer la voie MAPK-ERK1/2 dans la lignée dérivée de la glie DI-TNC1, qui n’exprime pas GABA-B2. Les mécanismes qui sous-tendent ce couplage demeurent mal définis mais dépendent de Gi/o et PKC. L’immunohistochimie de récepteurs endogènes montre par ailleurs que des anticorps GABA-B1 dirigés contre la partie N-terminale reconnaissent des protéines localisées au RE tandis des anticorps C-terminaux (CT) marquent une protéine intranucléaire. Ces données suggèrent que le domaine CT de GABA-B1 pourrait être relâché par protéolyse. L’intensité des fragments potentiels est affectée par le traitement agoniste tant en immunohistochimie qu’en immunobuvardage de type western. Nous avons ensuite examiné la régulation du clivage par le protéasome en traitant les cellules avec l’inhibiteur epoxomicine pendant 12 h. Cela a résulté en l’augmentation du marquage intranucléaire de GABA-B1-CT et d’un interacteur connu, le facteur de transcription pro-survie ATF-4. Dans des cellules surexprimant GABA-B1-CT, l’induction et la translocation nucléaire d’ATF-4, qui suit le traitement epoxomicine, a complètement été abolie. Cette observation est associée à une forte diminution du décompte cellulaire. Étant donné que les trois derniers résidus de GABA-B1-CT (LYK) codent un ligand pseudo-PDZ et que les protéines à domaines PDZ sont impliquées dans la régulation du ciblage nucléaire et de la stabilité de protéines, en complément de leur rôle d’échaffaud à la surface cellulaire, nous avons muté les trois derniers résidus de GABA-B1-CT en alanines. Cette mutation a complètement annulé les effets de GABA-B1-CT sur l’induction d’ATF-4 et le décompte cellulaire. Cette deuxième série d’expériences suggère l’existence possible de fragments GABA-B1 intranucléaires régulés par le traitement agoniste et le protéasome dans les cellules DI-TNC1. Cette régulation d’ATF-4 dépend des résidus LYK de GABA-B1-CT, qui modulent la stabilité de GABA-B1-CT et favorisent peut-être la formation d’un complexe multiprotéique incluant GABA-B1-CT, ATF-4, de même qu’une protéine d’échaffaudage inconnue. En somme, nous démontrons que les sous-unités GABA-B1 localisées au RE, lorsque non-hétérodimérisées avec GABA-B2, demeurent capables de moduler les voies de signalisation de la prolifération, la différentiation et de la survie cellulaire, via le couplage de protéines G et possiblement la protéolyse régulée. Les mécanismes de signalisation proposés pourraient servir de nouvelle plate-forme dans la compréhension des actions retardées résultant de l’activation des récepteurs 7-TMs.

Mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de l’acide polysialique (PSA) dans le néocortex visuel des souris durant la maturation des synapses GABAergiques

Le fonctionnement du cortex cérébral nécessite l’action coordonnée de deux des sous-types majeurs de neurones, soient les neurones à projections glutamatergiques et les interneurones GABAergiques. Les interneurones GABAergiques ne constituent que 20 à 30% des cellules corticales par rapport au grand nombre de neurones glutamatergiques. Leur rôle est toutefois prépondérant puisqu’ils modulent fortement la dynamique et la plasticité des réseaux néocorticaux. Il n’est donc pas surprenant que les altérations de développement des circuits GABAergiques soient associées à plusieurs maladies du cerveau, incluant l’épilepsie, le syndrome de Rett et la schizophrénie. La compréhension des mécanismes moléculaires régissant le développement des circuits GABAergiques est une étape essentielle menant vers une meilleure compréhension de la façon dont les anormalités se produisent. Conséquemment, nous nous intéressons au rôle de l’acide polysialique (PSA) dans le développement des synapses GABAergiques. PSA est un homopolymère de chaînons polysialylés en α-2,8, et est exclusivement lié à la molécule d’adhésion aux cellules neuronales (NCAM) dans les cerveaux de mammifères. PSA est impliqué dans plusieurs processus développementaux, y compris la formation et la plasticité des synapses glutamatergiques, mais son rôle dans les réseaux GABAergiques reste à préciser. Les données générées dans le laboratoire du Dr. Di Cristo démontrent que PSA est fortement exprimé post- natalement dans le néocortex des rongeurs, que son abondance diminue au cours du développement, et, faits importants, que son expression dépend de l’activité visuelle i et est inversement corrélée à la maturation des synapses GABAergiques. La présente propose de caractériser les mécanismes moléculaires régulant l’expression de PSA dans le néocortex visuel de la souris. Les enzymes polysialyltransférases ST8SiaII (STX) et ST8SiaIV (PST) sont responsables de la formation de la chaîne de PSA sur NCAM. En contrôlant ainsi la quantité de PSA sur NCAM, ils influenceraient le développement des synapses GABAergiques. Mon projet consiste à déterminer comment l’expression des polysialyltransférases est régulée dans le néocortex visuel des souris durant la période post-natale; ces données sont à la fois inconnues, et cruciales. Nous utilisons un système de cultures organotypiques dont la maturation des synapses GABAergiques est comparable au modèle in vivo. L’analyse de l’expression génique par qPCR a démontré que l’expression des polysialyltransférases diminue au cours du développement; une baisse majeure corrélant avec l’ouverture des yeux chez la souris. Nous avons de plus illustré pour la première fois que l’expression de STX, et non celle de PST, est activité-dépendante, et que ce processus requiert l’activation du récepteur NMDA, une augmentation du niveau de calcium intracellulaire et la protéine kinase C (PKC). Ces données démontrent que STX est l’enzyme régulant préférentiellement le niveau de PSA sur NCAM au cours de la période post-natale dans le cortex visuel des souris. Des données préliminaires d’un second volet de notre investigation suggèrent que l’acétylation des histones et la méthylation de l’ADN pourraient également contribuer à la régulation de la transcription de cette enzyme durant le développement. Plus d’investigations seront toutefois nécessaires afin de confirmer cette hypothèse. En somme, la connaissance des mécanismes par lesquels l’expression des ii polysialyltransférases est modulée est essentielle à la compréhension du processus de maturation des synapses GABAergiques. Ceci permettrait de moduler pharmacologiquement l’expression de ces enzymes; la sur-expression de STX et/ou PST pourrait produire une plus grande quantité de PSA, déstabiliser les synapses GABAergiques, et conséquemment, ré-induire la plasticité cérébrale.

Rôle des récepteurs glutamatergiques dans l'activité épileptiforme des interneurones inhibiteurs de l'hippocampe

Les patients atteints d'épilepsie du lobe temporal (TLE) ainsi que les rats injectés à l'acide kaïnique (KA) exhibent des patrons pathophysiologiques similaires de crises, de sclérose de l'hippocampe et de perte de certains types neuronaux. Parmi les cellules atteintes dans le modèle KA du TLE on retrouve certains interneurones inhibiteurs du CA1. En effet, certains interneurones des couches oriens et alveus (O/A-IN) meurent suite à une injection de KA chez le rat, contrairement aux interneurones à la bordure des couches radiatum et lacunosum/moleculare (R/LM-IN) de la même région. Bien que cette perte soit empêchée par des antagonistes des récepteurs glutamatergiques métabotropes de groupe I (mGluR1/5), la cause de cette perte sélective des O/A-INs reste à être précisée. Au cours des travaux de cette thèse, nous avons effectué des enregistrements de patch-clamp en configuration cellule-entière en modes courant- et voltage-imposé couplés à l'imagerie calcique pour étudier les causes de la vulnérabilité sélective des O/A-INs dans ce modèle. Dans un premier temps, nous avons évalué les effets d'une application aiguë de KA sur les propriétés membranaires et calciques pour voir s'il y avait des différences entre les O/A-INs et R/LM-INs qui pourraient expliquer la vulnérabilité. Nos résultats montrent que les dépolarisations et variations de résistance d'entrée ainsi que les augmentations de calcium intracellulaire, dépendantes principalement des récepteurs -amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxasole propionic acid (AMPA), sont similaires entre les deux types d'interneurones suite à des applications aigües de KA. Ceci indique que l'effet aigu du KA sur les interneurones ne serait pas la cause de la vulnérabilité des O/A-INs. Dans un second temps nous avons comparé l'implication des sous-types de récepteurs mGluR1 et 5 dans l'activité épileptiforme des deux types d'interneurones évoquée dans un modèle de tranche désinhibée. Dans ce cas, nos données montrent un rôle important des mGluR1 et 5 activés synaptiquement lors des décharges épileptiformes et ce, de manière spécifique aux O/A-INs. Les courants synaptiques sous-tendant ces décharges impliquent des récepteurs ionotropes et métabotropes du glutamate. En présence d'antagonistes des récepteurs ionotropes glutamatergiques, les courants synaptiques sont biphasiques et formés de composantes rapide et lente. Les récepteurs mGluR1 et 5 sont différemment impliqués dans ces composantes: les mGluR5 étant impliqués dans les composantes rapide et lente, et les mGluR1 que dans la composante lente. Ces résultats indiquent que les mGluR1 et 5 contribuent différemment à l'activité épileptiforme, et spécifiquement dans les O/A-INs, et pourraient donc être impliqués dans la vulnérabilité sélective de ces interneurones dans le modèle KA.