Le retrait induit des modèles distincts d'expression de FosB / ∆FosB chez des souris suisses non consanguines classées comme sensibles et résistantes à la sensibilisation locomotrice induite par l'éthanol (2014)

Pharmacol Biochem Behav. 2014 février; 117: 70-8. doi: 10.1016 / j.pbb.2013.12.007. Epub 2013 Dec 16.

De Pauli RF1, Coelhoso CC2, Tesone-Coelho C2, Linardi A3, Mello LE2, Silveira DX1, Santos-Junior JG4.

Abstrait

L'exposition chronique au médicament et le sevrage au médicament induisent une plasticité neuronale expressive qui pourrait être considérée à la fois comme une réponse fonctionnelle et une réponse pathologique. Il est bien établi que la plasticité neuronale dans le système limbique joue un rôle essentiel dans les rechutes ainsi que dans les caractéristiques compulsives de la toxicomanie. Bien que l'augmentation de l'expression de FosB / DeltaFosB constitue l'une des formes les plus importantes de plasticité neuronale dans la toxicomanie, il n'est pas clair si elles représentent une plasticité fonctionnelle ou pathologique. Il est important de noter les différences individuelles dans le passage de l’usage récréatif à la toxicomanie. Ces différences ont été rapportées dans des études impliquant le paradigme de la sensibilisation locomotrice induite par l’éthanol. Dans la présente étude, nous avons examiné si les souris sensibilisées et non sensibilisées différaient en termes d'expression de FosB / DeltaFosB. Des souris suisses non mâles adultes ont été traitées quotidiennement avec de l'éthanol ou une solution saline pendant 21days. Selon l'activité locomotrice en phase d'acquisition, ils ont été classés comme sensibilisés (EtOH_High) ou non sensibilisés (EtOH_Low). Après 18h ou 5days, leur cerveau a été traité pour l'immunohistochimie FosB / DeltaFosB. Au 5ème jour de sevrage, nous avons pu observer une expression accrue de FosB / DeltaFosB dans le groupe EtOH_High (dans le cortex moteur), dans le groupe EtOH_Low (dans la région tegmentale ventrale) et dans les deux groupes (dans le striatum). Les différences étaient plus cohérentes dans le groupe EtOH_Low. Par conséquent, la variabilité comportementale observée lors de la phase d'acquisition de la sensibilisation locomotrice induite par l'éthanol était accompagnée d'une plasticité neuronale différentielle pendant la période de sevrage. De plus, des profils distincts d'expression de FosB / DeltaFosB détectés chez des souris sensibilisées et non sensibilisées semblent davantage liés à la période de sevrage qu'à l'exposition chronique au médicament. Enfin, l'augmentation de l'expression de FosB / DeltaFosB pendant la période de retrait pourrait être considérée comme étant due à la plasticité à la fois fonctionnelle et pathologique.

 


Avantages

  • L'expression de DeltaFosB est une forme importante de plasticité neuronale dans la toxicomanie

  • Cependant, il n'est pas clair si cela représente une plasticité fonctionnelle ou pathologique.

  • Ici, nous avons trouvé des différences dans DeltaFosB entre les souris sensibilisées et non sensibilisées.

  • Ces différences sont davantage liées au délai d'attente que à l'exposition au médicament.

  • Nous suggérons que ces changements représentent une plasticité à la fois fonctionnelle et pathologique.


Mots clés

  • FosB;
  • DeltaFosB;
  • Sensibilisation locomotrice;
  • Retrait;
  • La variabilité comportementale;
  • Souris

1. Introduction

Le défi de la recherche neurobiologique actuelle en toxicomanie est de comprendre les mécanismes de plasticité neuronale qui interviennent dans la transition de l’usage récréatif à la perte du contrôle du comportement face à la recherche et à la prise de drogue. L'une des théories les plus importantes sur la toxicomanie, appelée «le côté obscur de la dépendance», suggère qu'il y a une progression de l'impulsivité (liée au renforcement positif) à la compulsivité (liée au renforcement négatif). Cette progression, dans un cycle effondré, comprend les états suivants: préoccupation / anticipation, intoxication excessive de la consommation, et sevrage / affect négatif (Koob et Le Moal, 2005, Koob et Le Moal, 2008 et  Koob et Volkow, 2010). À partir de ce scénario, les études sur la toxicomanie se sont concentrées sur les mécanismes neurobiologiques liés aux états émotionnels négatifs résultant d’abstinences aiguës et prolongées. Selon la théorie du «côté obscur de la toxicomanie», il semble y avoir des changements de plasticité persistants et à long terme dans les circuits neuronaux dans le but de limiter la récompense. Cependant, ces altérations de la plasticité conduisent à un état émotionnel négatif qui apparaît lorsque l'accès au médicament est empêché. Ce mécanisme constitue un puissant moteur de motivation pour l’établissement d’une dépendance, ainsi que pour son maintien (Koob et Le Moal, 2005 et  Koob et Le Moal, 2008).

La sensibilisation locomotrice est un modèle animal utile, fondé sur le fait que l'augmentation des effets subjectifs des médicaments lors de leur exposition répétée est similaire à l'augmentation des effets locomoteurs induits par le médicament (Vanderschuren et Kalivas, 2000 et  Vanderschuren et Pierce, 2010). Bien que la sensibilisation locomotrice n’imite pas plusieurs comportements liés à la toxicomanie, ses caractéristiques morphologiques et neurochimiques temporelles sont parallèles à celles conduisant au passage de l’usage récréatif à la toxicomanie (Robinson et Kolb, 1999, Vanderschuren et Kalivas, 2000 et  Vanderschuren et Pierce, 2010). Traditionnellement, le protocole de sensibilisation locomotrice comprend trois phases: l'acquisition (exposition répétée au médicament), le délai d'attente et le challenge (un nouveau contact avec le médicament après le délai d'attente). Malheureusement, la plupart des études utilisant la sensibilisation locomotrice se sont concentrées uniquement sur la phase d’acquisition et de stimulation, chevauchant la période de retrait.

Il est bien établi que l’exposition répétée à des drogues abusives (Perrotti et al., 2008) et stress chronique (Perrotti et al., 2004) augmente l'expression du facteur de transcription fosB / deltafosB dans le système corticolimbique. L’accumulation de FosB / DeltaFosB dans ces régions a été supposée jouer un rôle central dans la résilience au stress (Berton et al., 2007 et  Vialou et al., 2010) et dans les effets bénéfiques de la cocaïne (Harris et al., 2007 et  Muschamp et al., 2012), l'éthanol (Kaste et al., 2009 et  Li et al., 2010) et les opioïdes (Zachariou et al., 2006 et  Solecki et al., 2008). Par conséquent, il est possible que FosB / DeltaFosB module certains des événements de plasticité neuronale liés à la sensibilisation locomotrice induite par l'éthanol, ainsi que le retrait qui s'ensuit de la phase d'acquisition de la sensibilisation locomotrice.

Il convient de noter que des différences individuelles ont été observées lors du passage de l’utilisation récréative à la toxicomanie (Flagel et al., 2009, George et Koob, 2010 et  Swendsen et Le Moal, 2011). Par exemple, les souris DBA / 2 J sont plus susceptibles de répondre que C57BL / 6 J à la sensibilisation locomotrice induite par l'éthanol (Phillips et al., 1997 et  Melón et Boehm, 2011a). Chez des souris suisses non consanguines, la variabilité comportementale concernant la sensibilisation locomotrice induite par l’éthanol a été décrite pour la première fois par Masur et dos Santos (1988). Depuis lors, d’autres études ont mis en évidence d’importantes caractéristiques neurochimiques liées à la variabilité comportementale dans l’acquisition de la sensibilisation locomotrice induite par l’éthanol (Souza-Formigoni et al., 1999, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012, Quadros et al., 2002a et  Quadros et al., 2002b). Cependant, ces études n’ont pas abordé l’impact de la variabilité comportementale pendant la période d’attente après la phase d’acquisition de la sensibilisation locomotrice. Dans une étude récente, notre laboratoire a décrit une différence significative entre les souris Suisses consanguines sensibilisées et non sensibilisées en ce qui concerne l'expression du récepteur aux cannabinoïdes de type 1 (CB1R) pendant le sevrage. Dans cette étude, les souris sensibilisées (mais non les souris non sensibilisées) avaient une expression accrue de CB1R dans le cortex préfrontal, la région tegmentale ventrale, l'amygdale, le striatum et l'hippocampe (Coelhoso et al., 2013).

Étant donné la variabilité comportementale bien établie chez les souris suisses consanguines en ce qui concerne la sensibilisation locomotrice induite par l'éthanol, et que cette variabilité est accompagnée de caractéristiques neurochimiques distinctes lors du retrait ultérieur, la présente étude a examiné l'expression de FosB / DeltaFosB chez des souris sensibilisées et non sensibilisées au début (18 h) et après 5 jours de rétractation.

2. matériel et méthodes

2.1. Sujets

Des souris mâles Swiss Webster (colonie EPM-1, São Paulo, SP, Brésil), originellement dérivées de la lignée Albino Swiss Webster du Centre pour le développement de modèles animaux en biologie et en médecine de l'Université fédérale de São Paulo, ont été utilisées . Les souris étaient âgées de 12 semaines (30 à 40 g) au début du test. Des groupes de 10 souris ont été logés dans des cages (40 x 34 x 17 cm) avec une litière de copeaux de bois. La colonie animale contrôlée en température (20–22 ° C) et en humidité (50%) a été maintenue sur un cycle lumière / obscurité (12/12 h), avec des lumières allumées à 07h00, avec des boulettes de nourriture pour souris et de l'eau du robinet. libitum, sauf pendant les tests. Les souris ont été maintenues dans ces conditions de logement pendant au moins 7 jours avant le début du traitement médicamenteux et des tests comportementaux. Les soins aux animaux et les procédures expérimentales ont été menés selon des protocoles approuvés par le Comité d'éthique du soin et de l'utilisation des animaux de l'Université (numéro de protocole: 2043/09), conformément à la directive européenne 2010/63 / UE pour les expérimentations animales (http://ec.europa.eu/environmental/chemicals/lab_animals/legislation_en.htm).

2.2. Sensibilisation locomotrice

Le protocole de sensibilisation locomotrice était basé sur une étude antérieure de notre propre laboratoire (Coelhoso et al., 2013). Au début du protocole, tous les animaux ont été injectés par voie intrapéritonéale (ip) avec une solution saline et immédiatement testés dans une boîte d'activité automatisée (Insight, Brésil) pendant 15 min pour établir la locomotion basale. Deux jours plus tard, les animaux ont reçu une injection quotidienne d'éthanol (2 g / kg, 15% p / v dans 0.9% NaCl, groupe ip - EtOH, N = 40) ou une solution saline (volume similaire, ip, - Groupe témoin, N = 12), pendant 21 jours. Juste après la 1ère, la 7ème, la 14ème et la 21ème injections, les animaux ont été placés dans la cage d'activité pendant 15 min. La locomotion horizontale dans chaque situation a été mesurée par un système d'analyse comportementale (Pan Lab, Espagne). Comme prévu ( Masur et dos Santos, 1988 et  Coelhoso et al., 2013), la variabilité comportementale de l’activité locomotrice au 21er jour d’acquisition nous permet de répartir les animaux du groupe EtOH dans les sous-groupes 2: EtOH_High (pris du 30 supérieur de la distribution) et EtOH_Low (pris du 30 supérieur du Distribution). Ainsi, seuls les 60% d'animaux ont été inclus dans l'analyse. Cette stratégie est identique à celle utilisée dans les études sur la variabilité individuelle dans le paradigme de la sensibilisation à l’éthanol ( Masur et dos Santos, 1988, Souza-Formigoni et al., 1999, Quadros et al., 2002a, Quadros et al., 2002b, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012 et  Coelhoso et al., 2013).

Après la classification définissant les groupes expérimentaux, nous avons réalisé 2 expériences indépendantes selon les critères temporels du temps d'attente: (i) les animaux soumis à la phase d'acquisition et sacrifiés après 18 h de retrait et (ii) les animaux soumis à la phase d'acquisition et sacrifiés après 5 jours de retrait. Ainsi, cette étude comprenait 3 groupes expérimentaux (Contrôle, EtOH_High et EtOH_Low) qui ont été divisés en 2 sous-groupes (18 h et 5 jours de sevrage) (N = 6 par sous-groupe). Le choix de ces deux marques temporelles dans le délai de sevrage était dû aux aspects cinétiques de l'expression du FosB et du DeltaFosB après 18 h de sevrage (comme expliqué dans la section discussion), et après 5 jours de sevrage, sur la base des études précédentes de notre laboratoire qui a étudié certaines caractéristiques neurochimiques concernant la période de sevrage dans le paradigme de sensibilisation locomotrice ( Fallopa et al., 2012 et  Escosteguy-Neto et al., 2012). Enfin, pour réaliser des corrélations entre sensibilisation locomotrice et expression FosB / DeltaFosB, nous avons calculé le score de sensibilisation locomotrice pour chaque animal, par la formule: score = (Locomotion au 21ème jour - Locomotion au 1er jour) * 100 / Locomotion au 1er jour.

2.3. Immunohistochimie

Après la période d'attente respective, les animaux ont été profondément anesthésiés avec un cocktail contenant de la kétamine (75 mg / kg, ip) et de la xylazine (25 mg / kg, ip). Après la perte du réflexe cornéen, ils ont été perfusés par voie transcardiaque avec 100 ml de solution tampon phosphate 0.1 M [solution saline tamponnée au phosphate (PBS)], puis 100 ml de paraformaldéhyde à 4% (PFA). Les cerveaux ont été prélevés immédiatement après la perfusion, conservés dans du PFA pendant 24 h puis conservés dans une solution à 30% de saccharose / PBS pendant 48 h. Des coupes coronales en série (30 um) ont été coupées à l'aide d'un microtome de congélation et conservées à l'intérieur d'une solution antigel à utiliser dans les procédures d'immunohistochimie par coloration flottante.

Pour l'immunohistochimie, une technique conventionnelle d'avidine-biotine-immunoperoxydase a été réalisée. Les coupes de cerveau de tous les groupes expérimentaux ont été incluses dans le même essai, étant prétraitées avec de la peroxydase d'hydrogène (3%) pendant 15 minutes, puis lavées avec du PBS pendant 30 minutes. Ensuite, toutes les coupes ont été exposées pendant 30 min dans un PBS-BSA 5% pour éviter des réactions non spécifiques. Ensuite, les coupes ont été incubées pendant une nuit avec l'anticorps primaire de lapin anti-FosB / DeltaFosB (1: 3,000 32519; Sigma Aldrich, St Louis, MO, USA, n ° de cat. AV30) dans une solution de PBS-T (300 ml de PBS, 100 pi de Triton X-2). Ensuite, les coupes ont été incubées pendant 1 h dans un anticorps secondaire IgG de chèvre anti-lapin biotinylé (600: 90; Vector, Burlingame, CA, USA) à température ambiante. Les coupes ont ensuite été traitées avec un complexe avidine-biotine (kit standard Vectastain ABC; Vector, Burlingame, CA, USA) pendant XNUMX minutes et soumises à une réaction de diaminobenzidine intensifiée au nickel. Entre les étapes, les coupes ont été rincées dans du PBS et agitées sur un rotateur. Les sections ont été montées sur des lames recouvertes de gélatine, séchées, déshydratées et recouvertes d'une lamelle.

Les régions encéphaliques suivantes ont été analysées: cortex préfrontal [cortex cingulaire antérieur (Cg1), cortex pré-limique (PrL) et cortex infralimbique (IL)], cortex moteur [primaire (M1) et secondaire (M2)], striatum dorsal [striatum dorsomed] DmS) et striatum dorsolatéral (DlS)], striatum ventral [noyau accumbens (Acbco) et coquille (Acbsh), pallidum ventral (VP)], hippocampe [couche pyramidale de Cornus Ammong 1 et 3 (CA1 et CA3, respectivement), couche granulaire de gyrus denté (DG)], amygdale [noyau basolatéral (BlA) et noyau central (CeA)], noyau ventromédial d'hypothalamus (VMH) et région tegmentale ventrale [parties antérieure et postérieure (VTAA)] ( Voir Fig. 1). Un microscope Nikon Eclipse E200 connecté à un ordinateur a été utilisé pour capturer des images de chaque section à un grossissement × 20. Les images ont été enregistrées sous forme d'archives .tiff pour l'analyse postérieure de l'immunoréactivité FosB / DeltaFosB. Les cellules immunoréactives ont été comptées à l'aide du logiciel ImageJ (NIH Image, Bethesda, MD, USA). Les régions du cerveau ont été délimitées sur chaque photographie selon The Stereotaxic Mouse Brain Atlas (Franklin et Paxinos, 1997). Puisque les photomicrographies prises au microscope représentent 2.5 × 103 um2 dans un grossissement de 20 ×, la quantification des cellules marquées FosB / DeltaFosB est exprimée comme la moyenne des cellules d'immunocoloration par 2.5 × 103 um2. Les valeurs obtenues dans les groupes EtOH ont été normalisées aux valeurs de contrôle et exprimées en%. (Contrôle = 100%).

  •  
  • Fig. 1.  

    Représentation schématique des régions du cerveau échantillonnées. Dessin schématique de coupes coronales de cerveau de souris indiquant les zones échantillonnées (adapté de Franklin et Paxinos, 1997). M1 = cortex moteur primaire; M2 = cortex moteur secondaire, CG1 = cortex cingulaire antérieur, PrL = cortex prélimbique, IL = cortex infralimbique, Acbco = noyau accumbens core, Acbsh = noyau accumbens shell, VP = pallidum ventral DmS = striatum dorsomédial, DlS = striatum dorsolatéral, CA1 = Cornus Ammonis 1, CA3 = Cornus Ammonis 3; DG = couche granulaire de gyrus denté, BlA = noyau basolatéral de l'amygdale, CeA = noyau central de l'amygdale, VmH = noyau hypothalamique ventromédial, VTAA = partie antérieure de la zone tegmentale ventrale, VTAP = partie postérieure de la zone tegmentale ventrale.

2.4. analyses statistiques

Au départ, Shapiro – Wilk a été utilisé pour vérifier la normalité de la distribution de toutes les variables. Les résultats comportementaux ont été analysés par ANOVA à un facteur pour une mesure répétée en considérant comme facteur les 5 périodes de sensibilisation locomotrice: basale, jour 1, jour 7, jour 14 et jour 21. Les résultats histologiques ont été analysés par ANOVA bidirectionnel, en considérant comme facteurs: période de sevrage (18 h et 5 jours) et groupe expérimental (contrôle, EtOH_High et EtOH_Low). Les variables non paramétriques ont été standardisées en scores Z afin de réduire la dispersion des données, puis appliquées dans l'ANOVA bidirectionnelle, comme décrit précédemment. Newman Keuls post-hoc a été utilisé lorsque cela était nécessaire. Enfin, nous avons étudié les corrélations possibles entre les cellules positives FosB / DeltaFosB et les scores de sensibilisation locomotrice. Ces corrélations ont été calculées uniquement pour les noyaux où des différences statistiques entre les groupes expérimentaux avaient été trouvées. Étant donné que ces différences étaient limitées aux 5 jours de sevrage (voir la section des résultats), les valeurs FosB / DeltaFosB considérées dans ces corrélations se réfèrent à cette période de temps spécifique de sevrage. Étant donné que ces différences étaient limitées aux 5 jours de sevrage (voir la section des résultats), les valeurs FosB / DeltaFosB prises en compte dans ces corrélations se réfèrent à ce moment précis de sevrage. Le niveau de signification a été fixé à 5% (p <0.05).

3. Résultats

3.1. Sensibilisation locomotrice

L’ANOVA pour des mesures répétées a détecté des différences significatives dans le facteur de groupe [F(2,32)  = 68.33, p <0.001], pendant la période du protocole [F(4,128)  = 9.13, p <0.001], et leur interaction [F(8,128)  = 13.34, p <0.001]. Il n'y avait aucune différence dans la locomotion basale, et les deux groupes EtOH avaient des augmentations similaires de la locomotion le premier jour d'acquisition, par rapport au groupe témoin (p <0.01). Cependant, EtOH_High (mais pas EtOH_Low) a présenté une augmentation progressive de l'activité locomotrice tout au long de la phase d'acquisition (p <0.01, par rapport aux groupes Control et EtOH_Low, au dernier jour de l'acquisition; p <0.01 par rapport à son activité locomotrice au premier jour d'acquisition) ( Fig. 2). Ces données corroborent les résultats de l’étude initiale ( Masur et dos Santos, 1988) et de notre précédent rapport ( Coelhoso et al., 2013) concernant la variabilité comportementale chez des souris suisses consanguines soumises à une sensibilisation locomotrice induite par l’éthanol.

  • L'éthanol favorise une augmentation progressive et robuste de la locomotion au cours des ...
  • Fig. 2.  

    L'éthanol favorise une augmentation progressive et robuste de la locomotion tout au long du traitement chronique dans EtOH_High, mais pas dans le groupe EtOH_Low. Les données ont été exprimées en moyenne ± SEM N = 12 pour les groupes Control, EtOH_High et EtOH_Low. ⁎⁎P <0.01 par rapport au groupe témoin, à la même période. ##P <0.01 par rapport au groupe EtOH_Low, à la même période. ‡‡P <0.01 par rapport à l'activité locomotrice basale, au sein du même groupe. ¥¥P <0.01 par rapport à l'activité locomotrice sur le 1st jour d’acquisition, au sein du même groupe.

3.2. Expression FosB / DeltaFosB

Les microphotographies illustrant l’immunoréactivité FosB / DeltaFosB sont décrites dans Fig. 3 et les valeurs normalisées sont montrées dans Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 et  Fig. 7. Une ANOVA à deux voies a détecté des différences significatives entre les analyses d'immunoréactivité FosB / DeltaFosB et M1, M2, DMS, Acbco, Acbsh, VP et VTA (pour les valeurs non normalisées de l'immunoréactivité FosB / DeltaFosB). Table Suppl1 et Tableau 1, respectivement). Dans les structures où des différences statistiques pouvaient être observées, il y avait quatre modèles différents d'expression de FosB / DeltaFosB. Dans le premier, observé dans M1 et M2, il y avait une augmentation de l'expression FosB / DeltaFosB au cinquième jour de retrait d'éthanol uniquement dans le groupe EtOH_High (par rapport aux valeurs EtOH_High à 18 h de retrait, ainsi qu'au contrôle et groupes EtOH_Low à 5 jours de retrait) (voir Fig. 4). Dans le second schéma, observé dans le VTAA, l'expression FosB / DeltaFosB a augmenté à 5 jours de sevrage d'éthanol uniquement dans le groupe EtOH_Low (par rapport aux valeurs EtOH_Low à 18 h de sevrage, ainsi qu'au groupe témoin à 5 jours de sevrage ) (voir Fig. 5). Dans le troisième schéma, observé dans les DmS, Acbco et Acbsh, l'expression de FosB / DeltaFosB a augmenté à 5 jours de retrait d'éthanol dans les deux groupes EtOH_High et EtOH_Low (par rapport à leurs valeurs respectives à 18 h de retrait), cependant, seul le groupe EtOH_Low différait du groupe témoin (voir Fig. 6). Enfin, dans le quatrième modèle, observé dans DlS et VP, l'expression de FosB / DeltaFosB a augmenté à 5 jours de sevrage d'éthanol dans les deux groupes EtOH_High et EtOH_Low (par rapport à leurs valeurs respectives à 18 h de sevrage), bien que cette augmentation ait été statistiquement plus expressive dans EtOH_Low que dans le groupe EtOH_High, et seul le groupe EtOH_Low différait du groupe de contrôle (voir Fig. 7).

  • Photomicrographie illustrative de l'immunoréactivité FosB / DeltaFosB à XXUMX de ...
  • Fig. 3.  

    Photomicrographie illustrative de l'immunoréactivité FosB / DeltaFosB à × 20 de grossissement. DmS = striatum dorsomédial; DlS = striatum dorsolatéral; Acbco = noyau du noyau accumbens; Acbsh = coquille de noyau accumbens; VP = pallidum ventral; VTAa = partie antérieure de la zone tegmentale ventrale.

  •  
  • Fig. 4.  

    Expression de FosB / DeltaFosB à 18 h et 5 jours de temps d'attente dans les groupes EtOH_High et EtOH_Low dans les M1 et M2. Les données ont été exprimées en moyenne ± SEM et représentent les données normalisées selon les valeurs des groupes témoins (ligne pointillée - considérée comme 100%). Barres grises = 18 h de retrait d'éthanol; Barres noires = 5 jours de retrait d'éthanol. ** P <0.01 par rapport à son groupe de contrôle respectif; ## P <0.01, par rapport à sa valeur respective à 18 heures de retrait. ‡‡ P <0.01, par rapport au groupe EtOH_Low dans la même période. M1 = cortex moteur primaire, M2 = cortex moteur secondaire.

  • Expression de FosB / DeltaFosB à 18h et 5days de période de retrait dans EtOH_High ...
  • Fig. 5.  

    Expression de FosB / DeltaFosB à 18 h et 5 jours de temps d'attente dans les groupes EtOH_High et EtOH_Low dans le VTA. Les données ont été exprimées en moyenne ± SEM et représentent les données normalisées selon les valeurs des groupes témoins (ligne pointillée - considérée comme 100%). Barres grises = 18 h de retrait d'éthanol; Barres noires = 5 jours de retrait d'éthanol. ** P <0.01 par rapport à son groupe de contrôle respectif; ## P <0.01, par rapport à sa valeur respective à 18 h de retrait. VTA = zone tegmentale ventrale.

  • Expression de FosB / DeltaFosB à 18h et 5days de période de retrait dans EtOH_High ...
  • Fig. 6.  

    Expression de FosB / DeltaFosB à 18 h et 5 jours de temps d'attente dans les groupes EtOH_High et EtOH_Low dans les groupes Acbco, Acbsh et DmS. Les données ont été exprimées en moyenne ± SEM et représentent les données normalisées selon les valeurs des groupes témoins (ligne pointillée - considérée comme 100%). Barres grises = 18 h de retrait d'éthanol; Barres noires = 5 jours de retrait d'éthanol. * P <0.05 ** P <0.01, par rapport à son groupe de contrôle respectif; ## P <0.01, par rapport à sa valeur respective à 18 h de retrait. Acbco = noyau du noyau accumbens, Acbsh = coquille du noyau accumbens, DmS = striatum dorsomédial.

  • Expression de FosB / DeltaFosB à 18h et 5days de période de retrait dans EtOH_High ...
  • Fig. 7.  

    Expression de FosB / DeltaFosB à 18 h et 5 jours de délai d'attente dans les groupes EtOH_High et EtOH_Low dans les VP et DlS. Les données ont été exprimées en moyenne ± SEM et représentent les données normalisées selon les valeurs des groupes témoins (ligne pointillée - considérée comme 100%). Barres grises = 18 h de retrait d'éthanol; Barres noires = 5 jours de retrait d'éthanol. ** P <0.01 par rapport à son groupe de contrôle respectif; # P <0.05 ## P <0.01, par rapport à sa valeur respective à 18 h de retrait. ‡‡ P <0.01, par rapport au groupe EtOH_Low dans la même période. VP = pallidum ventral, DlS = striatum dorsolatéral.

  • Tableau 1. 

    Paramètres statistiques obtenus dans l'ANOVA à deux voies concernant l'analyse de l'expression FosB / DeltaFosB.

  • NoyauFacteur de périodeFacteur de traitementPériode * traitement
    M1F(1,30)  = 5.61, P = 0.025F(2,30)  = 3.21, P = 0.055F(2,30)  = 2.61, P = 0.089
    M2F(1,30)  = 4.72, P = 0.038F(2,30)  = 1.53, P = 0.233F(2,30)  = 3.45, P = 0.045
    CG1F(1,30)  = 11.08 P = 0.002F(2,30)  = 0.95, P = 0.398F(2,30)  = 3.31, P = 0.050
    PrLF(1,30)  = 8.53, P = 0.007F(2,30)  = 1.72, P = 0.197F(2,30)  = 2.74, P = 0.081
    ILF(1,30)  = 3.77, P = 0.062F(2,30)  = 1.91, P = 0.167F(2,30)  = 0.98, P = 0.389
    AcbcoF(1,30)  = 22.23 P <0.001F(2,30)  = 2.63, P = 0.089F(2,30)  = 5.68, P = 0.008
    AcbshF(1,30)  = 50.44 P <0.001F(2,30)  = 4.27, P = 0.023F(2,30)  = 13.18, P <0.000
    VPF(1,30)  = 38.01 P <0.001F(2,30)  = 5.07, P = 0.013F(2,30)  = 10.93, P <0.000
    DMSF(1,30)  = 28.89 P <0.001F(2,30)  = 3.75, P = 0.035F(2,30)  = 7.71, P = 0.002
    DlSF(1,30)  = 13.58 P = 0.001F(2,30)  = 5.41, P = 0.011F(2,30)  = 4.72, P = 0.017
    CA1F(1,30)  = 4.81, P = 0.036F(2,30)  = 7.37, P = 0.002F(2,30)  = 1.62, P = 0.215
    CA3F(1,30)  = 14.92 P = 0.001F(2,30)  = 2.46, P = 0.102F(2,30)  = 3.81, P = 0.034
    DGF(1,30)  = 0.59, P = 0.447F(2,30)  = 1.49, P = 0.241F(2,30)  = 0.24, P = 0.785
    BlaF(1,30)  = 6.47, P = 0.016F(2,30)  = 0.12, P = 0.884F(2,30)  = 1.71, P = 0.199
    CeAF(1,30)  = 2.55, P = 0.121F(2,30)  = 0.22, P = 0.801F(2,30)  = 0.71, P = 0.501
    VmHF(1,30)  = 6.51, P = 0.016F(2,30)  = 0.71, P = 0.503F(2,30)  = 1.75, P = 0.192
    VTAAF(1,30)  = 9.64, P = 0.004F(2,30)  = 3.76, P = 0.035F(2,30)  = 2.65, P = 0.087
    VTAPF(1,30)  = 6.05, P = 0.021F(2,30)  = 1.79, P = 0.184F(2,30)  = 1.64, P = 0.211
  • M1 = cortex moteur primaire; M2 = cortex moteur secondaire, CG1 = cortex cingulaire antérieur, PrL = cortex prélimbique, IL = cortex infralimbique, Acbco = noyau accumbens core, Acbsh = noyau accumbens shell, VP = pallidum ventral DmS = striatum dorsomédial, DlS = striatum dorsolatéral, CA1 = Cornus Ammonis 1, CA3 = Cornus Ammonis 3; DG = couche granulaire de gyrus denté, BlA = noyau basolatéral de l'amygdale, CeA = noyau central de l'amygdale, VmH = noyau hypothalamique ventromédial, VTAA = partie antérieure de la zone tegmentale ventrale; VTAP = partie postérieure de la zone tegmentale centrale.

Pour confirmer que les changements dans l'expression de FosB / DeltaFosB étaient dus au retrait, et non à l'exposition à l'éthanol, nous avons effectué des corrélations entre le score de sensibilisation locomotrice et les cellules immuno-marquées par FosB / DeltaFosB au 5ième jour de retrait dans les noyaux susmentionnés (M1, M2, Acbco, Acbsh, DMS, DLS, VP, VTAA). Comme prévu, aucune corrélation significative n’a été constatée pour aucun de ces noyaux (M1 - r2 = 0.027862, p = 0.987156; M2 - r2 = 0.048538, p = 0.196646; Acbco - r2 = 0.001920, p = 0.799669; Acbsh - r2 = 0.006743, p = 0.633991; DmS - r2 = 0.015880, p = 0.463960; DlS - r2 = 0.023991, p = 0.914182; VP - r2 = 0.002210, p = 0.785443; VTAA - r2 = 0.001482, p = 0.823630 XNUMX).

4. Discussion

Les résultats observés dans la présente étude suggèrent que l'augmentation de l'expression de FosB / DeltaFosB observée dans le paradigme de sensibilisation locomotrice induite par l'éthanol est probablement liée au sevrage plutôt qu'à l'exposition chronique au médicament. Cependant, la variabilité comportementale dans le développement de la sensibilisation locomotrice était accompagnée de profils distincts d'expression de FosB / DeltaFosB pendant le sevrage. Le rôle du cortex moteur, de la région tegmentale ventrale et du striatum dans l'acquisition et l'expression du paradigme de sensibilisation locomotrice est bien établi (Vanderschuren et Pierce, 2010). En outre, la dérégulation de la voie mésolimbique est l’une des caractéristiques neurobiologiques centrales de la période de sevrage, ainsi que l’émergence d’une extension de l’amygdale (Koob et Le Moal, 2005 et  Koob et Le Moal, 2008). Cependant, seules quelques études ont exploré la période de retrait du paradigme de la sensibilisation locomotrice. Nos résultats ont mis en évidence des changements intéressants dans l’expression de FosB / DeltaFosB dans le cortex moteur, la région tegmentale ventrale et le striatum au cours de cette période.

L'ADNc de FosB code pour l'expression de protéines de 33, 35 et 37 kDa. Une exposition aiguë à des stimuli entraîne une forte induction des protéines Fos de 33 kDa et de 35 kDa discrètes. En conséquence, sous activation aiguë, l'expression prédominante de FosB est liée à 37 kDa (McClung et al., 2004 et  Nestler, 2008). Il existe une autre différence remarquable entre ces protéines: seules les protéines de 35 à 37 kDa sont des isoformes hautement stables. En raison de cette stabilité élevée, ces formes tronquées de FosB, également appelées DeltaFosB, s'accumulent dans le cerveau et sont fortement exprimées en réponse à des stimuli chroniques, tels que les traitements médicamenteux psychotropes, les crises électroconvulsives chroniques et le stress (Kelz et Nestler, 2000, Nestler et al., 2001 et  McClung et al., 2004). En conséquence, DeltaFosB a été considéré comme un commutateur moléculaire soutenu pour la médiation de formes de plasticité neuronale et comportementale de longue durée. Fait intéressant, une étude élégante utilisant des lignées de souris exprimant différentiellement FosB et DeltaFosB a montré que FosB est essentiel à l’amélioration de la tolérance au stress et neutralise également la corrélation entre la sensibilisation locomotrice induite par les psychostimulants et l’accumulation de DeltaFosB dans le striatum (Ohnishi et al., 2011). Par conséquent, les deux protéines pourraient jouer un rôle important dans le protocole expérimental utilisé dans la présente étude. Il est à noter que l'anticorps FosB utilisé reconnaît à la fois le FosB et le DeltaFosB. Étant donné que FosB diminue aux niveaux de base dans les 6 h après un stimulus aigu (Nestler et al., 2001) et DeltaFosB s'accumulent après des expositions répétées aux stimuli, nous avons décidé de sacrifier les animaux 18 h après la phase d'acquisition, pour éviter d'éventuels biais du traitement à l'éthanol sur l'expression de FosB. Néanmoins, pour être techniquement précis, nous nous référerons dans la présente étude à l'expression FosB / DeltaFosB. Il est important de noter que cette stratégie a été utilisée dans d'autres études, y compris celles qui utilisaient le même anticorps primaire décrit ici (Conversi et al., 2008, Li et al., 2010, Flak et al., 2012 et  García-Pérez et al., 2012). En conséquence, outre ces limitations expérimentales, nous discuterons de nos résultats en considérant le rôle de DeltaFosB dans la plasticité neuronale.

Il est bien établi que l'exposition chronique aux médicaments augmente l'expression de FosB / DeltaFosB dans plusieurs régions du cerveau (Nestler et al., 2001 et  Perrotti et al., 2008). Curieusement, dans la présente étude, ni les souris sensibilisées à l'éthanol ni les souris non sensibilisées à l'éthanol ne différaient des souris traitées avec une solution saline chronique en ce qui concerne l'expression FosB / DeltaFosB 18 h après la phase d'acquisition. De plus, il n'y avait pas de corrélation significative entre l'expression de FosB / DeltaFosB et les scores de sensibilisation locomotrice. Cette divergence pourrait s'expliquer, au moins partiellement, par les différences trouvées dans le protocole expérimental. Par exemple, compte tenu de l'exposition à l'éthanol, dans deux études, le paradigme du libre choix de deux bouteilles a été utilisé dans 15 séances de consommation intermittente (Li et al., 2010) ou un régime liquide complet sur le plan nutritionnel auto-administré pendant 17 jours (lorsque les animaux consomment de l'éthanol à des doses allant de 8 à 12 g / kg / jour) (Perrotti et al., 2008). Dans une autre étude, bien que les auteurs se réfèrent à un traitement chronique, le protocole consistait uniquement en des expositions à l'éthanol 4 (Ryabinin et Wang, 1998). Ainsi, les protocoles utilisés ailleurs sont totalement distincts de celui utilisé ici, qui consistait en 21 jours de traitement où des injections quotidiennes d'éthanol étaient administrées par un expérimentateur. Malgré ces différences, plusieurs études impliquant des injections intrapéritonéales rapportent des augmentations de l'expression de FosB / DeltaFosB après des protocoles de sensibilisation locomotrice induits par des psychostimulantsBrenhouse et Stellar, 2006, Conversi et al., 2008 et  Vialou et al., 2012) et les opioïdes (Kaplan et al., 2011). Cependant, les protocoles de sensibilisation locomotrice dans ces études impliquent beaucoup moins que l'exposition au médicament 21 et, dans certains cas, le médicament est administré de manière intermittente. En revanche, notre protocole utilisait le même traitement que celui décrit dans des études antérieures impliquant des injections quotidiennes d’éthanol par 21 (Masur et dos Santos, 1988, Souza-Formigoni et al., 1999, Quadros et al., 2002a, Quadros et al., 2002b, Abrahão et al., 2011 et  Abrahão et al., 2012). Il a été démontré que, bien que l’administration chronique de cocaïne favorise l’accumulation de l’expression de DeltaFosB dans le noyau accumbens, elle favorise également la tolérance à l’induction de l’ARNm de DeltaFosB dans le striatum ventral et dorsal (Larson et al., 2010). Par conséquent, nous avons émis l’hypothèse que le manque de différences dans nos groupes expérimentaux en phase d’acquisition pourrait être dû à une tolérance vis-à-vis de l’induction FosB / DeltaFosB, car dans le présent protocole, la période d’acquisition était plus longue que celle utilisée pour les psychostimulants et les opioïdes. dans d'autres études.

Des études utilisant des souris knock-out et transgéniques ont montré que les souris mutantes FosB présentaient une réponse comportementale améliorée à la cocaïne, telles que des effets locomoteurs stimulants et une préférence pour un lieu conditionné. De plus, l'expression de DeltaFosB induit par la base et par la cocaïne est absente chez cette souris mutante (Hiroi et al., 1997). En revanche, les souris transgéniques présentant une surexpression inductible de DeltaFosB montrent une sensibilité accrue aux effets gratifiants de la cocaïne et de la morphine (Muschamp et al., 2012). Ces résultats ont fourni une preuve directe de la corrélation étroite entre DeltaFosB et le processus enrichissant. Outre les expositions répétées à des médicaments, le stress chronique augmente également l’expression de DeltaFosB dans les circuits corticolimbiques (Perrotti et al., 2004). Fait intéressant, les souris transgéniques surexprimant DeltaFosB sont moins sensibles aux effets pro-dépressifs de l'agoniste kappa-opioïde, connu pour induire une dysphorie et des effets semblables au stress chez les rongeurs (Muschamp et al., 2012). Ainsi, outre le processus de récompense, DeltaFosB joue également un rôle central dans les aspects émotionnels du phénomène. Dans ce scénario, le sevrage pourrait également déclencher l'expression de FosB / DeltaFosB, car le stress est un élément clé du sevrage du médicament. Cette perspective est conforme à nos résultats, car il n'y avait pas de corrélation entre l'expression FosB / DeltaFosB et les scores de sensibilisation, et de plus l'augmentation de l'expression FosB / DeltaFosB n'a été observée qu'au cinquième jour de sevrage.

Il est intéressant de noter que dans certaines structures, des augmentations FosB / DeltaFosB ont été observées dans les groupes EtOH_High et EtOH_Low, bien qu’elles soient plus expressives dans le premier groupe, ce qui suggère que ces augmentations pourraient avoir des conséquences fonctionnelles différentes, en fonction de leur intensité. Cette hypothèse pourrait être expliquée par plusieurs rôles fonctionnels distincts de FosB / DeltaFosB. Par exemple, les rats exposés de façon chronique à la cocaïne avaient augmenté l’expression de DeltaFosB dans le noyau accumbens pendant la période de sevrage, un effet en corrélation positive avec la préférence pour la cocaïne, mais négativement avec la préférence pour la nouveauté. En outre, le stress pendant le sevrage augmente la réponse comportementale aux psychostimulants en augmentant l’expression de DeltaFosB dans les neurones corticolimbiques (Nikulina et al., 2012). Ainsi, DeltaFosB pourrait prédire la dérégulation du traitement hédonique qui se produit pendant le sevrage prolongé (Marttila et al., 2007). Par ailleurs, la résilience au stress et les réponses aux antidépresseurs sont liées à une expression plus élevée de DeltaFosB dans le striatum (Vialou et al., 2010). Par conséquent, nous pensons que l’augmentation de FosB / DeltaFosB sur le striatum dans EtOH_High pourrait avoir renforcé les effets gratifiants de l’éthanol, ce qui conférerait une plus grande susceptibilité aux expositions ultérieures aux médicaments. D'autre part, une augmentation plus intense de FosB / DeltaFosB observée dans le groupe EtOH_Low pourrait avoir diminué la sensibilité aux effets de dysphorie et de stress, minimisant ainsi les effets de renforcement négatifs de l'exposition ultérieure aux médicaments et, par conséquent, expliquant une résistance plus élevée dans cette zone. groupe. Fait intéressant, ce paradoxe avait une base neurochimique. Par exemple, des souris transgéniques surexprimant FosB dans des neurones GABAergiques à colonne vertébrale moyenne du noyau accumbens présentaient des taux accrus de récepteurs mu-op et kappa-opioïdes (Sim-Selley et al., 2011), et ces récepteurs augmentent et inhibent respectivement le tonus mésolimbique (Manzanares et al., 1991 et  Devine et al., 1993). En outre, l’expression de type de cellule pourrait également modifier de manière radicale les conséquences fonctionnelles de l’augmentation de FosB / DeltaFosB. Dans une étude élégante utilisant des souris surexprimant DeltaFosB dans des neurones exprimant D1 ou D2 dans le noyau accumbens, a révélé que DeltaFosB dans les neurones D1 (mais pas dans D2) améliore les réponses comportementales à la cocaïne (Grueter et al., 2013).

Curieusement, en ce qui concerne le cortex moteur, il y avait une augmentation de l'expression FosB / DeltaFosB uniquement dans le groupe EtOH_High, et elle a été limitée au 5ème jour de retrait. L'absence d'augmentation à 18 h de sevrage pourrait s'expliquer par un éventuel mécanisme de tolérance de l'expression FosB / DeltaFosB dans cette région après une exposition chronique à l'éthanol. De plus, nos résultats suggèrent qu'il existe des changements neurochimiques actifs dans le cortex moteur pendant la période de sevrage, malgré le fait que les animaux n'ont pas été manipulés pendant cette période. Ceci est intéressant, car cette plasticité pourrait jouer un rôle, au moins partiellement, dans le maintien de la sensibilisation locomotrice. Bien que l'hyperlocomotion soutenue après plusieurs jours de sevrage n'ait pas été étudiée ici, il existe plusieurs études, y compris les précédentes de notre laboratoire, montrant que des souris sensibilisées (mais non non sensibilisées) avaient une locomotion améliorée lorsqu'elles étaient stimulées avec de l'éthanol après une période de sevrage donnée (Masur et dos Santos, 1988, Souza-Formigoni et al., 1999, Quadros et al., 2002a, Quadros et al., 2002b, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012, Fallopa et al., 2012 et  Coelhoso et al., 2013).

Enfin, il convient de noter que seul le groupe EtOH_Low a présenté une expression accrue de FosB / DeltaFosB dans la partie antérieure (mais non postérieure) de la région tegmentale ventrale. Ces parties ont des projections et des profils neurochimiques distincts et leur participation au processus de récompense dépend de plusieurs facteurs (Ikemoto, 2007). Par exemple, l'auto-administration d'éthanol par les rats est liée à la partie postérieure, mais pas à la partie ventrale de la zone tegmentale ventrale (Rodd-Henricks et al., 2000 et  Rodd et al., 2004). En outre, le système endocannabinoïde, ainsi que les récepteurs GABA-A, D1-D3 dopaminergique et 5HT3 sérotoninergiques jouent un rôle important dans le comportement de recherche d'éthanol (Linsenbardt et Boehm, 2009, Rodd et al., 2010, Melón et Boehm, 2011b et  Hauser et al., 2011). Cependant, le GABA-B dans la partie antérieure de la région tégmentale ventrale est important en termes de récompense (Moore et Boehm, 2009) et des effets locomoteurs stimulants (Boehm et al., 2002) d'éthanol. De plus, les récepteurs nicotiniques cholinergiques dans la partie antérieure sont impliqués dans l’augmentation du taux de dopamine accumbal induite par l’éthanol (Ericson et al., 2008). Par conséquent, quel que soit le profil distinct de ces parties, il est possible que les modifications observées dans le groupe EtOH_Low dans les parties antérieures soient liées au processus de récompense. L’exposition chronique de cocaïne à la cocaïne, mais non à la morphine ou au stress chronique, augmente le taux de DeltaFosB dans la région tégmentale ventrale, en particulier dans une population de cellules de l’acide gamma-aminobutyrique (GABA) (Perrotti et al., 2005). Ce fait pourrait expliquer les niveaux normaux de FosB / DeltaFosB observés tout au long du sevrage rencontrés dans la région tegmentale ventrale des souris EtOH_High, quelle que soit l'expérience de stress élevé présumé au cours de cette période. De plus, ces données corroborent, au moins partiellement, l'hypothèse selon laquelle l'augmentation de l'expression de FosB / DeltaFosB tout au long du retrait dans EtOH_Low pourrait être caractérisée comme étant une réponse adaptative.

Les différences individuelles observées lors du passage de l’utilisation récréative à la toxicomanie sont remarquables (Flagel et al., 2009, George et Koob, 2010 et  Swendsen et Le Moal, 2011). En conséquence, il est impératif d'étudier les caractéristiques neurobiologiques liées à la variabilité individuelle. La sensibilisation comportementale est un modèle animal couramment utilisé pour étudier les caractéristiques neurobiologiques de la toxicomanie. Ce modèle repose sur le fait que les effets subjectifs des médicaments augmentent au cours de leur exposition répétée. Une fois acquise, la sensibilisation locomotrice dure longtemps et est en relation temporelle directe avec les modifications morphologiques et neurochimiques de la voie mésolimbique et plusieurs noyaux encéphaliques liés à l’émotivité et au comportement moteur (Robinson et Kolb, 1999 et  Vanderschuren et Pierce, 2010). Une étude pionnière menée par Masur et dos Santos (1988) ont démontré qu'il existe une grande variabilité comportementale chez les souris suisses non consanguines en ce qui concerne la sensibilisation locomotrice induite par l'éthanol. Depuis lors, d’autres études ont mis en évidence une corrélation importante entre les caractéristiques neurochimiques et la variabilité comportementale, principalement celles liées au dopaminergique (Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012 et  Souza-Formigoni et al., 1999) et les systèmes glutamatergiques (Quadros et al., 2002a et  Quadros et al., 2002b). En outre, une étude antérieure de notre laboratoire utilisant le paradigme de sensibilisation locomotrice induite par l’éthanol a montré que les souris sensibilisées (mais non non sensibilisées) présentaient une augmentation remarquable du nombre de récepteurs de cannabinoïdes de type 1 (CB1R) pendant la période de retrait (Coelhoso et al., 2013). Ici, nous avons identifié différents modèles d'expression de FosB / DeltaFosB au cours du retrait entre les groupes EtOH_High et EtOH_Low.

En résumé, la variabilité comportementale observée lors de la phase d’acquisition de la sensibilisation locomotrice induite par l’éthanol est accompagnée d’une plasticité neuronale distincte au cours de la période de sevrage. Fait intéressant, nos résultats suggèrent que différents modèles d'expression de FosB / DeltaFosB détectés chez des souris sensibilisées et non sensibilisées sont davantage liés à la période de sevrage qu'à l'exposition chronique au médicament, probablement en raison de la tolérance de la transcription induite par le médicament FosB / DeltaFosB.

Ce qui suit est les données supplémentaires liées à cet article.

Remerciements

RFP et CCC ont reçu une bourse principale de CAPES et de FAPESP, respectivement. CTC, LEM, DXS et JGSJ sont accordés par FAPESP et CNPq.

Références

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  • Auteur correspondant à: Rua Cesário Mota Jr, 61, 12 andar, São Paulo, SP 01221-020, Brésil. Tél / fax: + 55 11 33312008.
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  • Ces auteurs ont également participé à la présente étude.

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