Dynamique cellulaire du récepteur aux opioïdes delta in vivo : nouveautés apportées par la souris knock-in DOR-eGFP

In vivo cellular dynamics of delta opioid receptor : new insights from DOR-eGFP knock-in mice

• Auteur / Autrice : Lauren Faget
• Direction : Dominique Massotte
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)

Résumé

L’addiction est une pathologie chronique caractérisée par une recherche et une prise compulsive de drogue en dépit des conséquences négatives. L’un des problèmes les plus importants dans le traitement de l’addiction est la subsistance d’une forte probabilité de rechute après de longues périodes d’abstinence. L’association de la prise de drogue avec un environnement joue un rôle crucial dans cette rechute. Le récepteur aux opioïdes delta est impliqué dans la régulation des émotions, la mémoire spatiale et de nouvelles données lui accordent un rôle dans les associations entre drogue et contexte. De plus, ce récepteur est exprimé dans l’hippocampe, siège de la mémoire contextuelle. Ces éléments suggèrent une implication du récepteur delta dans la rechute à la prise de drogue après ré-exposition à l’environnement associé à sa consommation. Pour étudier cette hypothèse, j’ai utilisé la souris knock-in DOR-eGFP exprimant le récepteur delta en fusion avec la protéine verte fluorescente générée dans notre laboratoire. Dans une première partie, j’ai caractérisé la distribution de DOR-eGFP dans l’hippocampe dorsal. Nous avons ensuite montré qu’un traitement chronique à la morphine induit des modifications à long-terme au niveau des cellules exprimant la DOR-eGFP. Dans la deuxième partie, j’ai mis au point un protocole permettant de modéliser des signes de sevrage induit par le contexte et de visualiser l’internalisation de DOR-eGFP. Cette activation physiologique a révélé un profil d’internalisation différent de celui classiquement observé après activation pharmacologique. Finalement, un projet de microscopie corrélative photonique-électronique a été initié pour affiner ce profil.

Addiction is a chronic relapsing disorder characterized by compulsive drug-taking and drug-seeking behaviors despite adverse consequences. The main problem in drug addiction treatment is the sustained incidence of relapse after long periods of abstinence. Relations between drug intake and environment play a crucial role in relapse. Delta opioid receptors are involved in the regulation of emotional processes, spatial memory and were recently identified to have a role in drug-context associations. Also, these receptors are expressed in the hippocampus, a critical brain structure for associative information processing. These elements point to an implication of hippocampal delta receptors in relapse induced by drug-associated environment re-exposition. To address this question, I used DOR-eGFP knock-in mouse, generated in our lab, expressing delta receptors in fusion with the enhanced green fluorescent protein. In a first part, I characterized DOR-eGFP distribution in the dorsal hippocampus. We then showed that chronic morphine exposure induced modifications in delta-expressing cells that persisted after 4 weeks of abstinence. This reflects long-lasting morphine-induced synaptic plasticity. In the second part, I developed a new paradigm that elicits context-induced signs of withdrawal and subsequent DOR-eGFP internalization in the dorsal hippocampus after drug-free re-exposition to a drug-associated context. This physiological activation revealed a profile of internalization different from the one previously described upon pharmacological activation. Finally, a project of correlative light-electron microscopy was initiated to further characterize this internalization profile.