Optimisation de modèles in vitro et in vivo de la barrière hémato-encéphalique : application à l'étude des effets de la morphine sur l'expression cérébrale de la P-glycoprotéine

par Salah Yousif

Thèse de doctorat en Pharmacie

Sous la direction de Jean-Michel Scherrmann.

Soutenue en 2008

à Paris Descartes .


  • Résumé

    La barrière hémato-encéphalique (BHE) limite ou favorise le passage cérébral de certaines molécules pharmacologiquement actives ou toxiques. De nombreuses méthodes ont été développées au cours de ces dernières années dans l’espoir d’une meilleure compréhension de la BHE en générale, et de ses systèmes de transport en particulier. Ce travail a dans un premier temps été méthodologique avec l’optimisation d’un protocole d’isolement de vaisseaux cérébraux afin d’obtenir des vaisseaux d’une homogénéité et d’une pureté des plus optimales. La qualité du rendement d’isolement des microvaisseaux cérébraux a été comparée à celle obtenue par d’autres méthodes publiées par d’autres équipes. Dans un deuxième temps, nous avons utilisé cette méthode optimisée afin d’étudier l’expression de plusieurs transporteurs (Superfamille ABC, SLC) ainsi que celle d’autres protéines de la BHE (jonctions serrées, récepteurs). Parallèlement, nous avons participé à la caractérisation moléculaire de marqueurs de la BHE dans un modèle in vitro de BHE de rat utilisant des cellules endothéliales de capillaires cérébraux. Ce modèle a été développé essentiellement afin d’étudier, in vitro, l’activité de transporteurs d’efflux de la BHE. D’autre part, nous avons étudié l’influence de la morphine sur des marqueurs de la BHE. Nos résultats montrent qu’un traitement chronique par la morphine chez le rat induit l’expression des gènes de la P-gp dans les microvaisseaux corticaux, mais également dans le cortex total et l’hippocampe. Cependant, la P-gp est bien induite au niveau du cortex et de l’hippocampe mais pas au niveau des microvaisseaux et ceci s’avère sans conséquence sur l’expression fonctionnelle de la P-gp mesurée par perfusion cérébrale in situ. En revanche, nous avons observé une augmentation de son expression dans les plus gros vaisseaux cérébraux sans que ni le mécanisme de cette régulation ni ses conséquences pharmacologiques ou toxiques ne soient encore établis

  • Titre traduit

    Optimisation of in vitro and in vivo models of blood-brain barrier and their application to study effects of morphine on the cerebral expression of the P-glycoprotein


  • Résumé

    The blood–brain barrier (BBB) is the main interface between the bloodstream and the brain parenchyma controlling the passage of endogenous and exogenous substances into and out of the central nervous system. The first part of our work was to optimised models to study this barrier. Hence, we’d developed a protocol for isolating brain microvessel that provided the least contamination with astrocyte and neuron and the highest yield of endothelial cells. We used the yield obtained from this protocol to evaluate the gene expression of drug transporters (Mdr1a, Mdr1b, Mrp1 à 5, Bcrp and Oatp-2) to determine their location in cells at the BBB. Additionally, we’d participated in the functional characterization of a reproducible in vitro model of the rat BBB and its validation for investigating mechanisms involved in BBB regulation and in the physiological and pharmacological characterization of drug transporters. The second part of our work involved the determination of the effect of chronic morphine treatment on the expression and function of some blood-brain barrier (BBB) markers in the rat. Our results show that the expression of genes Mdr1a, Mrp1, Bcrp, Glut-1 and Occludin, was increased, while that of Flk-1 was slightly decreased in isolated cortex microvessels from morphine-treated rats. The expression of the Mrd1a and Mdr1b genes encoding the P-glycoprotein (P-gp) also increased in the hippocampus and the cerebral cortex of morphine-treated rats. The Immunoblotting revealed increases in P-gp expression in the hippocampus and cortex of morphine-treated rats, but no increase in P-gp in isolated cortex microvessels. The integrity of the BBB and the activity of P-gp at the BBB were not modified by morphine treatment. Immunohistoflouorescence experiments revealed the absence of Pgp induction occurring in the brain parenchyma outside the cerebral vessels. P-gp induction was observed in isolated large vessel-enriched fraction rather than in isolated microvessels

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  • Détails : 1 vol. (185 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 162-185

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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
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  • Cote : TPHB 10384
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