Role of the hypocretin system in cocaine- and alcohol-related behaviors : evidence from hypocretin-deficient mice

RésuméL'addiction aux drogues est une maladie multifactorieile affectant toutes les strates de notre société. Cependant, la vulnérabilité à développer une addiction dépend de facteurs environnementaux, génétiques et psychosociaux. L'addiction aux drogues est décrite comme étant une maladie chronique avec un taux élevé de rechutes. Elle se caractérise par un besoin irrépressible de consommer une drogue et une augmentation progressive de la consommation en dépit des conséquences néfastes. Les mécanismes cérébraux responsables des dépendances aux drogues ne sont que partiellement élucidés, malgré une accumulation croissante d'évidences démontrant des adaptations au niveau moléculaire et cellulaire au sein des systèmes dopaminergique et glutamatergique. L'identification de nouveaux facteurs neurobiologiques responsables de la vulnérabilité aux substances d'abus est cruciale pour le développement de nouveaux traitements thérapeutiques capables d'atténuer et de soulager les symptômes liés à la dépendance aux drogues.Au cours des dernières années, de nombreuses études ont démontré qu'un nouveau circuit cérébral, le système hypocrétinergique, était impliqué dans plusieurs fonctions physiologiques, tel que l'éveil, le métabolisme énergétique, la motivation, le stress et les comportements liés aux phénomènes de récompense. Le système hypocrétinergique est composé d'environ 3000-4000 neurones issus de l'hypothalamus latéral projetant dans tout ie cerveau. Des souris transgéniques pour le gène des hypocrétines ont été générées et leur phénotype correspond à celui des animaux sauvages, excepté le fait qu'elles soient atteintes d'attaques de sommeil similaires à celles observées chez les patients narcoleptiques. H semblerait que les hypocrétines soient requises pour l'acquisition et l'expression de la dépendance aux drogues. Cependant, le mécanisme précis reste encore à être élucidé. Dans ce rapport, nous rendons compte des comportements liés aux phénomènes de récompense liés à l'alcool et à la cocaine chez les souris knock-out (KO), hétérozygotes (HET) et sauvages (WT).Nous avons, dans un premier temps, évalué l'impact d'injections répétées de cocaïne (15 mg/kg, ip) sur la sensibilisation locomotrice et sur le conditionnement place préférence. Nous avons pu observer que les souris WT, HET et KO exprimaient une sensibilisation locomotrice induite par une administration chronique de cocaïne, cependant les souris déficientes en hypocrétines démontraient une sensibilisation retardée et atténuée. Π est intéressant de mentionner que les mâles HET exprimaient une sensibilisation comportementale intermédiaire. Après normalisation des données, toutes les souris exprimaient une amplitude de sensibilisation similaire, excepté les souris mâles KO qui affichaient, le premier jour de traitement, une sensibilisation locomotrice réduite et retardée, reflétant un phénotype hypoactif plutôt qu'une altération de la réponse aux traitements chroniques de cocaïne. Contre toute attente, toutes les souris femelles exprimaient un pattern similaire de sensibilisation locomotrice à la cocaïne. Nous avons ensuite évalué l'effet d'un conditionnement comportemental à un environnement associé à des injections répétées de cocaine (15 mg / kg ip). Toutes les souris, quelque soit leur sexe ou leur génotype, ont manifesté une préférence marquée pour l'environnement apparié à la cocaïne. Après deux semaines d'abstinence à la cocaïne, les mâles et les femelles déficientes en hypocrétines n'exprimaient plus aucune préférence pour le compartiment précédemment associé à la cocaïne. Alors que les souris WT et HET maintenaient leur préférence pour le compartiment associé à la cocaïne. Pour finir, à l'aide d'un nouveau paradigme appelé IntelliCage®, nous avons pu évaluer la consommation de liquide chez les femelles WT, HET et KO. Lorsqu'il n'y avait que de l'eau disponible, nous avons observé que les femelles KO avaient tendance à moins explorer les quatre coins de la cage. Lorsque les souris étaient exposées à quatre types de solutions différentes (eau, ImM quinine ou 0.2% saccharine, alcool 8% et alcool 16%), les souris KO avaient tendance à moins consommer l'eau sucrée et les solutions alcoolisées. Cependant, après normalisation des données, aucune différence significative n'a pu être observée entre les différents génotypes, suggérant que la consommation réduite d'eau sucrée ou d'alcool peut être incombée à l'hypoactivité des souris KO.Ces résultats confirment que le comportement observé chez les souris KO serait dû à des compensations développementales, puisque la sensibilisation locomotrice et le conditionnement comportemental à la cocaïne étaient similaires aux souris HET et WT. En ce qui concerne la consommation de liquide, les souris KO avaient tendance à consommer moins d'eau sucrée et de solutions alcoolisées. Le phénotype hypoactif des souris déficientes en hypocrétine est probablement responsable de leur tendance à moins explorer leur environnement. Il reste encore à déterminer si l'expression de ce phénotype est la conséquence d'un état de vigilance amoindri ou d'une motivation diminuée à la recherche de récompense. Nos résultats suggèrent que les souris déficientes en hypocrétine affichent une motivation certaine à la recherche de récompense lorsqu'elles sont exposées à des environnements où peu d'efforts sont à fournir afin d'obtenir une récompense.AbstractDrug addiction is a multifactorial disorder affecting human beings regardless their education level, their economic status, their origin or even their gender, but the vulnerability to develop addiction depends on environmental, genetic and psychosocial dispositions. Drug addiction is defined as a chronic relapsing disorder characterized by compulsive drug seeking, with loss of control over drug intake and persistent maladaptive decision making in spite of adverse consequences. The brain mechanisms responsible for drug abuse remain partially unknown despite accumulating evidence delineating molecular and cellular adaptations within the glutamatergic and the dopaminergic systems. However, these adaptations do not fully explain the complex brain disease of drug addiction. The identification of other neurobiological factors responsible for the vulnerability to substance abuse is crucial for the development of promising therapeutic treatments able to alleviate signs of drug dependence.For the past few years, growing evidence demonstrated that a recently discovered brain circuit, the hypocretinergic system, is implicated in many physiological functions, including arousal, energy metabolism, motivation, stress and reward-related behaviors. The hypocretin system is composed of a few thousands neurons arising from the lateral hypothalamus and projecting to the entire brain. Hypocretin- deficient mice have been generated, and unexpectedly, their phenotype resembles that of wild type mice excepting sleep attacks strikingly similar to those of human narcolepsy patients. Evidence suggesting that hypocretins are required for the acquisition and the expression of drug addiction has also been reported; however the precise mechanism by which hypocretins modulate drug seeking behaviors remains a matter of debate. Here, we report alcohol and cocaine reward-related behaviors in hypocretin-deficient mice (KO), as well as heterozygous (HET) and wild type (WT) littermates.We first evaluated the impact of repeated cocaine injections (15 mg/kg, ip) on locomotor sensitization and conditioned place preference. We observed that WT, HET and KO mice exhibited behavioral sensitization following repeated cocaine administrations, but hypocretin deficient males displayed a delayed and attenuated response to chronic cocaine administrations. Interestingly, HET males exhibited an intermediate pattern of behavioral sensitization. However, after standardization of the post-injection data versus the period of habituation prior to cocaine injections, all mice displayed similar amplitudes of behavioral sensitization, except a reduced response in KO males on the first day, suggesting that the delayed and reduced cocaine-induced locomotor sensitization may reflect a hypoactive phenotype and probably not an altered response to repeated cocaine administrations. Unexpectedly, all female mice exhibited similar patterns of cocaine-induced behavioral sensitization. We then assessed the behavioral conditioning for an environment repeatedly paired with cocaine injections (15 mg/kg ip). All mice, whatever their gender or genotype, exhibited a robust preference for the environment previously paired with cocaine administrations. Noteworthy, following two weeks of cocaine abstinence, hypocretin-deficient males and females no longer exhibited any preference for the compartment previously paired with cocaine rewards whereas both WT and HET mice continued manifesting a robust preference. We finally assessed drinking behaviors in WT, HET and KO female mice using a novel paradigm, the IntelliCages®. We report here that KO females tended to less explore the four cage comers where water was easily available. When exposed to four different kinds of liquid solutions (water, ImM quinine or saccharine 0.2%, alcohol 8% and alcohol 16%), KO mice tended to less consume the sweet and the alcoholic beverages. However, after data standardization, no significant differences were noticed between genotypes suggesting that the hypoactive phenotype is most likely accountable for the trend regarding the reduced sweet or alcohol intake in KO.Taken together, the present findings confirm that the behavior seen in Hcrt KO mice likely reflects developmental compensations since only a slightly altered cocaine-induced behavioral sensitization and a normal behavioral conditioning with cocaine were observed in these mice compared to HET and WT littermates. With regards to drinking behaviors, KO mice barely displayed any behavioral changes but a trend for reducing sweet and alcoholic beverages. Overall, the most striking observation is the constant hypoactive phenotype seen in the hypocretin-deficient mice that most likely is accountable for their reduced tendency to explore the environment. Whether this hypoactive phenotype is due to a reduced alertness or reduced motivation for reward seeking remains debatable, but our findings suggest that the hypocretin-deficient mice barely display any altered motivation for reward seeking in environments where low efforts are required to access to a reward.

Diagnostic interview for genetic studies (DIGS): inter-rater and test-retest reliability of the French version.

The National Institute of Mental Health developed the semi-structured Diagnostic Interview for Genetic Studies (DIGS) for the assessment of major mood and psychotic disorders and their spectrum conditions. The DIGS was translated into French in a collaborative effort of investigators from sites in France and Switzerland. Inter-rater and test-retest reliability of the French version have been established in a clinical sample in Lausanne. Excellent inter-rater reliability was found for schizophrenia, bipolar disorder, major depression, and unipolar schizoaffective disorder while fair inter-rater reliability was demonstrated for bipolar schizoaffective disorder. Using a six-week test-retest interval, reliability for all diagnoses was found to be fair to good with the exception of bipolar schizoaffective disorder. The lower test-retest reliability was the result of a relatively long test-retest interval that favored incomplete symptom recall. In order to increase reliability for lifetime diagnoses in persons not currently affected, best-estimate procedures using additional sources of diagnostic information such as medical records and reports from relatives should supplement DIGS information in family-genetic studies. Within such a procedure, the DIGS appears to be a useful part of data collection for genetic studies on major mood disorders and schizophrenia in French-speaking populations.

Sleep disorders in children with cerebral palsy.

To determine the frequency and predictors of sleep disorders in children with cerebral palsy (CP) we analyzed the responses of 173 parents who had completed the Sleep Disturbance Scale for Children. The study population included 100 males (57.8%) and 73 females (42.2%; mean age 8y 10mo [SD 1y 11mo]; range 6y-11y 11mo). Eighty-three children (48.0%) had spastic diplegia, 59 (34.1%) congenital hemiplegia, 18 (10.4%) spastic quadriplegia, and 13 (7.5%) dystonic/dyskinetic CP. Seventy-three children (42.2%) were in Gross Motor Function Classification System Level I, 33 (19.1%) in Level II, 30 (17.3%) in Level III, 23 (13.3%) in Level IV, and 14 (8.1%) in Level V. Thirty children (17.3%) had epilepsy. A total sleep problem score and six factors indicative of the most common areas of sleep disorder in childhood were obtained. Of the children in our study, 23% had a pathological total sleep score, in comparison with 5% of children in the general population. Difficulty in initiating and maintaining sleep, sleep-wake transition, and sleep breathing disorders were the most frequently identified problems. Active epilepsy was associated with the presence of a sleep disorder (odds ratio [OR]=17.1, 95% confidence interval [CI] 2.5-115.3), as was being the child of a single-parent family (OR=3.9, 95% CI 1.3-11.6). Disorders of initiation and maintenance of sleep were more frequent in children with spastic quadriplegia (OR=12.9, 95% CI 1.9-88.0), those with dyskinetic CP (OR=20.6, 95% CI 3.1-135.0), and those with severe visual impairment (OR=12.5, 95% CI 2.5-63.1). Both medical and environmental factors seem to contribute to the increased frequency of chronic sleep disorders in children with CP.

Health impact of sport and exercise in emerging adult men: a prospective study.

PURPOSE: Health benefits of sport and exercise are well documented in children, adolescents and adults, but little is known about emerging adulthood-a period of life characterized by significant demographic and developmental changes. The present study aimed to assess the health impact of changes in sport and exercise levels during that specific period of life. METHODS: The analysis used baseline and 15-month follow-up data (N = 4,846) from the cohort study on substance use risk factors. Associations between baseline exercise levels or changes in exercise levels and health indicators (i.e., health-related quality of life, depression, body mass index, alcohol dependence, nicotine dependence and cannabis use disorder) were measured using chi-squared tests and ANOVA. Direction of effects was tested using cross-lagged analysis. RESULTS: At baseline, all health indicator scores were observed to be better for regular exercisers than for other exercise levels. At follow-up, participants who had maintained regular exercise over time had better scores than those who had remained irregular exercisers or had discontinued, but their scores for health-related quality of life and depression were close to those of participants who had adopted regular exercise after the baseline questionnaire. Cross-lagged analysis indicated that regular exercise at baseline was a significant predictor of health-related quality of life and substance use dependence at follow-up, but was itself predicted only by health-related quality of life. CONCLUSIONS: From a health promotion perspective, this study emphasizes how important it is for emerging adult men to maintain, or adopt, regular sport and exercise.

Mutations at a single codon in Mad homology 2 domain of SMAD4 cause Myhre syndrome.

Myhre syndrome (MIM 139210) is a developmental disorder characterized by short stature, short hands and feet, facial dysmorphism, muscular hypertrophy, deafness and cognitive delay. Using exome sequencing of individuals with Myhre syndrome, we identified SMAD4 as a candidate gene that contributes to this syndrome on the basis of its pivotal role in the bone morphogenetic pathway (BMP) and transforming growth factor (TGF)-β signaling. We identified three distinct heterozygous missense SMAD4 mutations affecting the codon for Ile500 in 11 individuals with Myhre syndrome. All three mutations are located in the region of SMAD4 encoding the Mad homology 2 (MH2) domain near the site of monoubiquitination at Lys519, and we found a defect in SMAD4 ubiquitination in fibroblasts from affected individuals. We also observed decreased expression of downstream TGF-β target genes, supporting the idea of impaired TGF-β-mediated transcriptional control in individuals with Myhre syndrome.

Neuro-developmental follow-up of neonates treated with magnesium sulfate for persistent pulmonary hypertension

Rapport de synthèse : DEVENIR NEURO-DEVELOPPEMENTAL DE NOUVEAU-NES TRAITES PAR DU SULFATE DE MAGNESIUM POUR UNE HYPERTENSION PULMONAIRE PERSISTANTE L'hypertension pulmonaire persistante du nouveau-né (HTPP) est un trouble de l'adaptation post-natale de la circulation pulmonaire caractérisé par une défaillance de la diminution normale des résistances vasculaires pulmonaires, accompagné d'un shunt droite-gauche, résultant en une hypoxémie profonde. C'est une pathologie sévère nécessitant des soins intensifs avec un risque augmenté de handicaps neurologiques chez les survivants. Le traitement de l'HTPP du nouveau-né inclut une ventilation mécanique ainsi que différents agents pharmacologiques pour dilater les vaisseaux pulmonaires, dont le sulfate de magnésium (MgSO4) à hautes doses par voie intraveineuse et le monoxyde d'azote par voie inhalée (iN0). Le MgSO4 est une alternative thérapeutique de l'HTPP du nouveau-né avec peu d'effets secondaires et une mortalité basse. Il a aussi été démontré que le MgSO4 est un traitement de l'HTPP du nouveau-né autant efficace que le iN0 et moins coüteux. Des études sur le suivi neuro-développemental de nouveau-nés avec HTPP traités selon différentes méthodes ont été publiées reportant des taux élevés de handicaps majeurs et mineurs. Plus récemment, des études de suivi après traitement par iN0 ont montré des taux plus bas qu'avec des traitements antérieurs. Le devenir neuro-développemental àlong terme d'enfants traités avec du MgSO4 n'a pas été documenté. Le but de cette étude est de décrire le développement des enfants qui ont présenté une HTPP traitée seulement avec du MgS04, de reporter l'incidence de handicaps majeurs et mineurs, et de les comparer à un groupe contrôle d'enfants sains du même âge ainsi qu'aux données de la littérature. La population consiste en 33 nouveau-nés traités pour une HTPP avec seulement du MgSO4 (groupe étude) et 32 nouveau-nés à terme sains (groupe contrôle). Un suivi neurodéveloppemental standardisé et approfondi a été effectué aux âges clés de 18 mois et 5 ans. Les taux de handicaps majeurs à 18 mois et 5 ans dans le groupe étude étaient de 6% et 11,4% respectivement, et de 0% aux deux âges dans le groupe contrôle. Les taux de handicaps mineurs aux mêmes âges étaient de 3% et 26,9% pour le groupe étude, et de 0% et 26,1% pour le groupe contrôle. Les quotients développementaux moyens à 18 mois étaient de 106,6 (DS 1,6) dans le groupe étude et de 118,3 (DS 1,0) dans le groupe contrôle (P < 0,001). L'index général intellectuel en âge préscolaire était de 112.6 (DS 3.7), respectivement de 119.3 (DS 3.1 ), sans différence significative entre les deux groupes. A 18 mois, les taux de handicaps majeurs et mineurs dans les groupes études et contrôle étaient de 6% et 3%. Dans la littérature, des taux entre 0% et 33% ont été décrits. A cet âge, il y avait une différence significative pour tous les scores du test de Griffiths, mëme en tenant compte du status socio-économique de la famille. Ceci suggère un léger retard du développement global et non une altération spécifique. Ces différences n'étaient plus significatives en âge préscolaire, suggérant un rattrapage développemental. Le taux de handicaps majeurs en âge préscolaire pour le groupe étude était de 11.5%, sans aucune infirmité motrice cérébrale. Ces résultats correspondent à ceux d'études de suivi après d'autres traitements jusqu'à l'âge de 24 mois avec des taux variant de 0% à 15%. Le taux de handicaps mineurs était de 26.9% dans le groupe étude et de 26.1% dans le groupe contrôle, sans différence significative entre les deux groupes. L'incidence de handicaps mineurs dans le groupe étude était plutôt élevée en comparaison aux données de la littérature (6 à 22% à 6 ans). Une explication possible est que nous avons considéré des problèmes de langage et de comportement comme handicaps mineurs. Ceci suggère une différence méthodologique et non une plus mauvaise issue dans nos deux groupes. Les évaluations cognitives des enfants des deux groupes se trouvaient dans la norme, ce qui est aussi le cas dans la littérature. En conclusion, cette étude longitudinale non randomisée d'enfants traités avec du MgSO4 seul pour une HTPP sévère ne montre pas de conséquences sur le devenir neuro-développemental à long terme. Cette étude le démontre pour la première fois. Malgré le fait que iN0 soit le traitement actuellement recommandé pour l'HTPP du nopuveau-né, le MgSO4 reste largement utilisé, en particulier dans des pays en voie de développement. L'absence de complications neuro-développementales majeures à long terme permet de considérer l'administration du MgSO4 pour le traitement de l'HTPP du nouveau-né en cas de non réponse ou d'inaccessibilité au iNO.

Former eating disorder impairs 3rd person but not 1st person perspective taking. Does dance training help?

The mental ability to take the perspective of another person may depend on one's own bodily awareness and experience. In the present study, the former was defined as having a history of an eating disorder, and the latter variable was defined as formal experience with dance. The study used a 2 × 2 × 2 factorial design in which reaction times in two mental perspective taking tasks were compared between female dancers and non-dancers with and without a former eating disorder. Participants were asked to imagine two perspectives: i) the position of front-facing and back-facing figures (3rd person perspective taking task) and ii) that these same figures are a self reflection in a mirror (1st person perspective taking task). In both tasks, a particular hand was indicated in the presented figures, and the participants had to decide whether the hand represented their own left or right hand. Overall, responses were slower for front-facing than back-facing figures in the 3rd person perspective taking task, and for back-facing than front-facing figures in the 1st person perspective taking task. Importantly, having a former history of an eating disorder related to a decreased performance in the 3rd person perspective taking task, but only in participants without dance experience. Results from an additional control group (a history of exercise but no dance experience) indicated that dance is particularly beneficial for mental bodily perspective taking. Dance experience, more so than exercise in general, can benefit 3rd person or extrapersonal perspective taking, supporting the favourable impact this exercise has on own body processing

Genome-wide association study of recurrent major depressive disorder in two European case-control cohorts.

Major depressive disorder (MDD) is a highly prevalent disorder with substantial heritability. Heritability has been shown to be substantial and higher in the variant of MDD characterized by recurrent episodes of depression. Genetic studies have thus far failed to identify clear and consistent evidence of genetic risk factors for MDD. We conducted a genome-wide association study (GWAS) in two independent datasets. The first GWAS was performed on 1022 recurrent MDD patients and 1000 controls genotyped on the Illumina 550 platform. The second was conducted on 492 recurrent MDD patients and 1052 controls selected from a population-based collection, genotyped on the Affymetrix 5.0 platform. Neither GWAS identified any SNP that achieved GWAS significance. We obtained imputed genotypes at the Illumina loci for the individuals genotyped on the Affymetrix platform, and performed a meta-analysis of the two GWASs for this common set of approximately half a million SNPs. The meta-analysis did not yield genome-wide significant results either. The results from our study suggest that SNPs with substantial odds ratio are unlikely to exist for MDD, at least in our datasets and among the relatively common SNPs genotyped or tagged by the half-million-loci arrays. Meta-analysis of larger datasets is warranted to identify SNPs with smaller effects or with rarer allele frequencies that contribute to the risk of MDD.

Inter-specific and developmental differences on the array of antennal chemoreceptors in four species of triatominae (Hemiptera: Reduviidae)

The aim of the work was to investigate the pattern of chemoreceptor sensilla in adults and fifth stage nymphs of Rhodnius prolixus, R. neglectus, Triatoma infestans and T. sordida in order to study differences and similarities between genera and species. Three types of sensilla were analyzed by light microscopy: thin-walled trichoidea, thick-walled trichoidea and basiconica. The number of sensilla of each three types were counted. The length of the antennal segments were also used as a variable for the analysis. The statistical analysis showed that the number of these antennal chemoreceptors had significant differences between species and between adults and nymphs of each species. Discriminant analysis separates incompletely the fifth stage nymphs of the four species and showed similarity between them. Discriminant analysis performed with 12 variables of the antennae, allowed a complete separation of the adults of the four species.

Speech, Language and Communication Therapy Action Plan (2011/12 - 2012/13) - Easy Read (PDF 454 KB)

Easy Read version of Speech, Language and Communication Therapy Action Plan (2011/12 - 2012/13)

Personality Disorder: A Diagnosis for Inclusion - The Northern Ireland Personality Disorder Strategy - The Way Forward - June 2010

Personality Disorder: A Diagnosis for Inclusion - The Northern Ireland Personality Disorder Strategy - The Way Forward - June 2010