Le rôle des acides gras oméga-3 sur la balance énergétique, la régulation de l’appétit, l’état émotionnel et l’implication du récepteur GPR120

L’obésité est un facteur de risque lié à des problèmes physiques, émotionnels et comportementaux. Aujourd’hui, l’alimentation est composée d’un régime typiquement occidental «Western diet» qui est riche en acides gras saturés (AGS) et pauvre en acides gras polyinsaturés (AGPI) tel que les oméga-3 (N-3) et occasionnant un déséquilibre du ratio alimentaire N-6/N-3. Ce déséquilibre est une des causes de la prévalence des maladies mentales y compris celles des troubles de l'humeur et de l’anxiété. L’acide docosahexaénoïque (ADH, 22: 6 n-3) est l’acide gras (AG) le plus abondant dans le cerveau et son accumulation est particulièrement élevée pendant la période périnatale. Il joue un rôle important dans le développement neuronal et d'autres fonctions du cerveau tel l'apprentissage et la mémoire. Des perturbations de l’environnement périnatal peuvent influencer à très long terme l’avenir de la descendance en la rendant plus susceptible de développer des problèmes d’obésité dans un contexte nutritionnel riche. On ignore cependant si le déficit alimentaire chez la mère et particulièrement en ADH aura un impact sur la motivation alimentaire de la progéniture. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier le rôle potentiel des N-3 sur la balance énergétique, la motivation alimentaire, la dépression et le niveau d’anxiété des descendants de souris mâles adultes assujetties à une alimentation riche en gras. Nos données ont démontré qu‘un régime maternel déficitaire en ADH durant la période périnatale incitait la descendance à fournir plus d’effort afin d’obtenir un aliment palatable. Ceci entraînerait un dérèglement de l’homéostasie énergétique en augmentant le gain de poids et en diminuant l’activité locomotrice tout en exacerbant le comportement de type anxieux dès que les souris sont exposées à un milieu obésogène. Les acides gras libres (AGL) sont des nutriments essentiels fonctionnant comme des molécules de signalisation dans le cerveau en ayant des récepteurs qui jouent un rôle important dans le contrôle du métabolisme énergétique. Parmi eux, on distingue un récepteur couplé à la protéine G (GPCR), le GPR120. Ce récepteur activé par les AGPI ω-3 intervient dans les mécanismes anti-inflammatoires et insulino-résistants via les N-3. Une mutation dans le gène GPR120 occasionnée par une réduction de l’activité de signalisation du gène est liée à l’obésité humaine. L'objectif premier de cette deuxième étude était d’évaluer l'impact de la stimulation pharmacologique de GPR120 dans le système nerveux central (SNC) sur l'alimentation, les dépenses d'énergie, le comportement de type anxieux et la récompense alimentaire. Nos résultats démontrent qu’une injection centrale aiguë d'agoniste GPR120 III réduit la prise alimentaire ad libitum et la motivation alimentaire pour un aliment riche en gras et en sucre; ainsi que les comportements de type anxieux. L’injection centrale chronique (21 jours) de ce même agoniste GPR120 III transmis par une pompe osmotique a démontré que les souris placées sous diète hypercalorique (HFD n’ont présenté aucune modification lors de la prise alimentaire ni de gain de poids mais qu’il y avait comparativement au groupe de véhicule, une réduction du comportement de type anxieux, que ce soit dans le labyrinthe en croix surélevé (LCS) ou dans le test à champ ouvert (OFT). L’ADH est reconnu pour ses propriétés anorexigènes au niveau central. De plus, la stimulation des récepteurs de GPR120 au niveau du cerveau avec un agoniste synthétique peut produire un effet intense intervenir sur le comportement lié à l'alimentation des rongeurs. Trouver une approche visant à contrôler à la fois la neuroinflammation, la récompense alimentaire et les troubles émotionnels aiderait assurément au traitement de l'obésité et du diabète de type 2.

Le rôle des acides gras oméga-3 sur la balance énergétique, la régulation de l’appétit, l’état émotionnel et l’implication du récepteur GPR120

L’obésité est un facteur de risque lié à des problèmes physiques, émotionnels et comportementaux. Aujourd’hui, l’alimentation est composée d’un régime typiquement occidental «Western diet» qui est riche en acides gras saturés (AGS) et pauvre en acides gras polyinsaturés (AGPI) tel que les oméga-3 (N-3) et occasionnant un déséquilibre du ratio alimentaire N-6/N-3. Ce déséquilibre est une des causes de la prévalence des maladies mentales y compris celles des troubles de l'humeur et de l’anxiété. L’acide docosahexaénoïque (ADH, 22: 6 n-3) est l’acide gras (AG) le plus abondant dans le cerveau et son accumulation est particulièrement élevée pendant la période périnatale. Il joue un rôle important dans le développement neuronal et d'autres fonctions du cerveau tel l'apprentissage et la mémoire. Des perturbations de l’environnement périnatal peuvent influencer à très long terme l’avenir de la descendance en la rendant plus susceptible de développer des problèmes d’obésité dans un contexte nutritionnel riche. On ignore cependant si le déficit alimentaire chez la mère et particulièrement en ADH aura un impact sur la motivation alimentaire de la progéniture. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier le rôle potentiel des N-3 sur la balance énergétique, la motivation alimentaire, la dépression et le niveau d’anxiété des descendants de souris mâles adultes assujetties à une alimentation riche en gras. Nos données ont démontré qu‘un régime maternel déficitaire en ADH durant la période périnatale incitait la descendance à fournir plus d’effort afin d’obtenir un aliment palatable. Ceci entraînerait un dérèglement de l’homéostasie énergétique en augmentant le gain de poids et en diminuant l’activité locomotrice tout en exacerbant le comportement de type anxieux dès que les souris sont exposées à un milieu obésogène. Les acides gras libres (AGL) sont des nutriments essentiels fonctionnant comme des molécules de signalisation dans le cerveau en ayant des récepteurs qui jouent un rôle important dans le contrôle du métabolisme énergétique. Parmi eux, on distingue un récepteur couplé à la protéine G (GPCR), le GPR120. Ce récepteur activé par les AGPI ω-3 intervient dans les mécanismes anti-inflammatoires et insulino-résistants via les N-3. Une mutation dans le gène GPR120 occasionnée par une réduction de l’activité de signalisation du gène est liée à l’obésité humaine. L'objectif premier de cette deuxième étude était d’évaluer l'impact de la stimulation pharmacologique de GPR120 dans le système nerveux central (SNC) sur l'alimentation, les dépenses d'énergie, le comportement de type anxieux et la récompense alimentaire. Nos résultats démontrent qu’une injection centrale aiguë d'agoniste GPR120 III réduit la prise alimentaire ad libitum et la motivation alimentaire pour un aliment riche en gras et en sucre; ainsi que les comportements de type anxieux. L’injection centrale chronique (21 jours) de ce même agoniste GPR120 III transmis par une pompe osmotique a démontré que les souris placées sous diète hypercalorique (HFD n’ont présenté aucune modification lors de la prise alimentaire ni de gain de poids mais qu’il y avait comparativement au groupe de véhicule, une réduction du comportement de type anxieux, que ce soit dans le labyrinthe en croix surélevé (LCS) ou dans le test à champ ouvert (OFT). L’ADH est reconnu pour ses propriétés anorexigènes au niveau central. De plus, la stimulation des récepteurs de GPR120 au niveau du cerveau avec un agoniste synthétique peut produire un effet intense intervenir sur le comportement lié à l'alimentation des rongeurs. Trouver une approche visant à contrôler à la fois la neuroinflammation, la récompense alimentaire et les troubles émotionnels aiderait assurément au traitement de l'obésité et du diabète de type 2.

Varenicline, an alpha-4 beta-2 nicotinic acetylcholine receptor partial agonist, selectively decreases ethanol consumption and seeking

Abstract Alcohol dependence is a disease that impacts millions of individuals worldwide. There has been some progress with pharmacotherapy for alcohol-dependent individuals; however, there remains a critical need for the development of novel and additional therapeutic approaches. Alcohol and nicotine are commonly abused together, and there is evidence that neuronal nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) play a role in both alcohol and nicotine dependence. Varenicline, a partial agonist at the alpha4beta2 nAChRs, reduces nicotine intake and was recently approved as a smoking cessation aid. We have investigated the role of varenicline in the modulation of ethanol consumption and seeking using three different animal models of drinking. We show that acute administration of varenicline, in doses reported to reduce nicotine reward, selectively reduced ethanol but not sucrose seeking using an operant self-administration drinking paradigm and also decreased voluntary ethanol but not water consumption in animals chronically exposed to ethanol for 2 months before varenicline treatment. Furthermore, chronic varenicline administration decreased ethanol consumption, which did not result in a rebound increase in ethanol intake when the varenicline was no longer administered. The data suggest that the alpha4beta2 nAChRs may play a role in ethanol-seeking behaviors in animals chronically exposed to ethanol. The selectivity of varenicline in decreasing ethanol consumption combined with its reported safety profile and mild side effects in humans suggest that varenicline may prove to be a treatment for alcohol dependence.

Molecule Modeling of Human Pentameric alpha(7) Neuronal Nicotinic Acetylcholine Receptor and Its Interaction with its Agonist and Competitive Antagonist

The nicotinic Acetylcholine Receptor (nAChR) is the major class of neurotransmitter receptors that is involved in many neurodegenerative conditions such as schizophrenia, Alzheimer's and Parkinson's diseases. The N-terminal region or Ligand Binding Domain (LBD) of nAChR is located at pre- and post-synaptic nervous system, which mediates synaptic transmission. nAChR acts as the drug target for agonist and competitive antagonist molecules that modulate signal transmission at the nerve terminals. Based on Acetylcholine Binding Protein (AChBP) from Lymnea stagnalis as the structural template, the homology modeling approach was carried out to build three dimensional model of the N-terminal region of human alpha(7)nAChR. This theoretical model is an assembly of five alpha(7) subunits with 5 fold axis symmetry, constituting a channel, with the binding picket present at the interface region of the subunits. alpha-netlrotoxin is a potent nAChR competitive antagonist that readily blocks the channel resulting in paralysis. The molecular interaction of alpha-Bungarotoxin, a long chain alpha-neurotoxin from (Bungarus multicinctus) and human alpha(7)nAChR seas studied. Agonists such as acetylcholine, nicotine, which are used in it diverse array of biological activities, such as enhancements of cognitive performances, were also docked with the theoretical model of human alpha(7)nAChR. These docked complexes were analyzed further for identifying the crucial residues involved i interaction. These results provide the details of interaction of agonists and competitive antagonists with three dimensional model of the N-terminal region of human alpha(7)nAChR and thereby point to the design of novel lead compounds.

Chronic suppression of testicular function by constant infusion of gonadotropin-releasing hormone agonist and testosterone supplementation in the bonnet monkey (Macaca radiata)

Objective: To study the efficacy of long-term buserelin acetate infusion to desensitize pituitary and block testicular function in adult male monkeys (Macaca radiata). Animals: Proven fertile male monkeys exhibiting normal testicular function. Protocol: Each of the control (n = 5) and experimental monkeys (n = 10) received a fresh miniosmotic pump every 21 days, whereas pumps in controls delivered vehicle of experimentals released 50-mu-g buserelin acetate every 24 hours. On day 170 (renewed every 60 days) a silastic capsule containing crystalline testosterone (T) was implanted in the experimental monkeys. At the end of 3 years, treatment was stopped, and recovery of testicular function and fertility monitored. Results: (1) Treatment resulted in marked reduction of nocturnal but not basal serum T; (2) the pituitary remained desensitized to buserelin acetate throughout the 3-year period; (3) animals were largely azoospermic with occasional oligospermia exhibited by two monkeys; and (4) withdrawal of treatment restored testicular function, with 70% of animals regaining fertility. Conclusion: Long-term infertility (but restorable) can be induced in male monkeys by constant infusion of buserelin acetate and T.

Effect of constant infusion of gonadotropin releasing hormone (GnRH) agonist Buserelin and antagonist CDB 2085 A using osmotic minipumps on testicular function in adult male bonnet monkey (Macaca radiata)

The effect of chronic infusion of gonadotropic hormone agonist Buserelin or antagonist CDB 2085 A for 15 weeks via alzet minipumps in adult male bonnet monkeys was studied. Infusion of Buserelin resulted in a decrease in the difference between serum testosterone values at 22.00 hours and 10.00 hours, decrease in responsiveness to injected Buserelin as judged by change in serum testosterone values from pre-injection values and decrease in sperm counts. Infusion of antagonist resulted in a decrease in the difference between serum testosterone values at 22.00 hours and 10.00 hours.

Stejnulxin, a novel snake C-type lectin-like protein from Trimeresurus stejnegeri venom is a potent platelet agonist acting specifically via GPVl

Stejnulxin, a novel snake C-type lectin-like protein with potent platelet activating activity, was purified and characterized from Trimeresurus stejnegeri venom. Under non-reducing conditions, it migrated on a SDS-polyacrylamide gel with an apparent molecular mass of 120 kDa. On reduction, it separated into three polypeptide subunits with apparent molecular masses of 16 kDa (alpha), 20 kDa (beta(1)) and 22 kDa (beta(2)), respectively. The complete amino acid sequences of its subunits were deduced from cloned cDNAs. The N-terminal sequencing and cDNA cloning indicated that beta(1) and beta(2) subunits of stejnulxin have identical amino acid sequences and each contains two N-glycosylation sites. Accordingly, the molecular mass difference between 1 and 2 is caused by glycosylation heterogenity. The subunit amino acid sequences of stejnulxin are similar to those of convulxin, with sequence identities of 52.6% and 66.4% for the U. and beta, respectively. Stejnulxin induced human platelet aggregation in a dose-dependent manner. Antibodies against UNA inhibited the aggregation response to stejnulxin, indicating that activation of alpha(IIb)beta(3) and binding of fibrinogen are involved in stejnulxin-induced platelet aggregation. Antibodies against GPIbalpha or alpha(2)beta(1) as well as echicetin or rhodocetin had no significant effect on stejnulxin-induced platelet aggregation. However, platelet activation induced by stejnulxin was blocked by anti-GPVI antibodies. In addition, stejnulxin induced a tyrosine phosphorylation profile in platelets that resembled that produced by convulxin. Biotinylated stejnulxin bound specifically to platelet membrane GPVI.

RESERPINE IMPAIRS SPATIAL WORKING-MEMORY PERFORMANCE IN MONKEYS - REVERSAL BY THE ALPHA-2-ADRENERGIC AGONIST CLONIDINE

Repeated daily treatment with the catecholamine-depleting agent, reserpine, dramatically reduced performance on the delayed response task, a test of spatial working memory that depends upon the integrity of the prefrontal cortex. Delayed response performance fell from an average of 27.2/30 trials correct before reserpine treatment to an average of 20.4/30 trials correct after repeated reserpine administration. Injection of the alpha2-adrenergic agonist, clonidine (0.0001-0.05 mg/kg), to chronic reserpine-treated monkeys significantly restored performance on the delayed response task; performance after an optimal dose averaged 27.8/30 trials correct. Clonidine's beneficial effects on delayed response performance were longlasting; monkeys remained improved for more than 24 h after a single clonidine injection. The finding that clonidine is efficacious in reserpinized animals supports the hypothesis that alpha2-adrenergic agonists improve cognitive function through actions at postsynaptic, alpha2-adrenergic receptors on non-adrenergic cells. In contrast to the delayed response task, reserpine had little effect on performance of a visual discrimination task, a reference memory task which does not depend on the prefrontal cortex. These results emphasize the importance of postsynaptic alpha2-adrenergic mechanisms in the regulation of working memory,