Ethanol et épigénétique : conséquences neuroplastiques et fonctionnelles chez la souris

par Emilien Stragier

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Laurence Lanfumey.

Soutenue le 11-07-2014

à Paris 5 , dans le cadre de École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris) , en partenariat avec Centre de Psychiatrie et Neurosciences (laboratoire) .


  • Résumé

    La consommation chronique et excessive d’éthanol provoque des modifications neurobiologiques adaptatives. Les mécanismes qui les contrôlent sont multiples et certains ont été reliés à des régulations épigénétiques conduisant à des modifications structurelles et fonctionnelles. L’éthanol induit également une neurodégénérescence de l’hippocampe responsable de déficits cognitifs. Parmi l’ensemble des modèles animaux qui sont utilisés pour étudier les effets d’une consommation chronique d’alcool, figurent les souris de la lignée C57BL/6J. Ces souris possèdent une appétence naturelle pour l’éthanol faisant d’elles un modèle de choix pour étudier les conséquences de la consommation chronique d’éthanol. Le but de ce travail de thèse a été d’étudier les relations entre les mécanismes épigénétiques et la modulation de la neuroplasticité de l’hippocampe à la suite d’une consommation chronique d’éthanol chez les souris C57BL/6J, et d’en évaluer les conséquences comportementales. Nous avons montré que la consommation chronique d’éthanol induit, au niveau de l’hippocampe, des modulations épigénétiques globales corrélées à un remodelage chromatinien au sein du gène du BDNF, impliquant à la fois les modifications post-traductionnelles des histones et la méthylation de l’ADN. Ces modifications épigénétiques sont certainement responsables de l’augmentation d’expression protéique du BDNF observée dans l’hippocampe, et plus particulièrement dans le gyrus denté, après 3 semaines de consommation chronique d’éthanol en libre choix. L’accroissement de l’expression du BDNF induit une stimulation des voies de la signalisation intracellulaire dépendantes de l’activation du récepteur TrkB du BDNF, et une augmentation de la neurogenèse du gyrus denté. Les effets de l’antagoniste spécifique du récepteur TrkB, ANA 12, démontrent que l’augmentation de la neurogenèse observée chez les souris C57BL/6J après la prise chronique d’éthanol, est sous le contrôle unique du complexe BDNF/TrkB. L’analyse comportementale des souris C57BL/6J ayant consommé de l’éthanol, montre une détérioration des capacités d’apprentissage et de mémoire sans modification de la plasticité synaptique dans l’hippocampe, suggérant ainsi que d’autres mécanismes sont impliqués dans ces déficits cognitifs. L’ensemble de ces données apporte de nouveaux éléments de compréhension concernant la stimulation de la neurogenèse hippocampique chez les souris C57BL/6J lors d’une consommation chronique en libre choix d’éthanol. Il est probable que cette apparente augmentation de plasticité soit un mécanisme adaptatif et compensatoire à la détérioration des fonctions cognitives induite par une consommation chronique d’alcool.

  • Titre traduit

    Ethanol and epigenetic : neuroplastic and functional consequences in mice


  • Résumé

    Chronic and excessive ethanol consumption triggers neurobiological adaptations within the central nervous system, which are responsible for the development of an addiction. Ethanol induces adaptive mechanisms linked to epigenetic regulations leading to functional and structural changes, and also provokes a neurodegeneration responsible for the cognitive deficits observed in alcohol abusers. Among the different animal models available for studying the effects of chronic ethanol consumption, C57BL/6J mice are among the most relevant. These mice display high ethanol preference, making them a good model for studying the consequences of chronic and free-choice ethanol consumption. The purpose of this work was to study the links between epigenetic mechanisms and hippocampal neuroplasticity and to evaluate the behavioural consequences induced by chronic ethanol consumption in C57BL/6J mice. We showed that, in the hippocampus, chronic ethanol consumption induced global epigenetic modulations that were correlated with chromatin remodelling at the BDNF gene level. These effects involved post-translational histone modifications and DNA methylation. Epigenetic changes at the BDNF gene level probably allowed the increase in BDNF protein expression observed within the hippocampal dentate gyrus in mice having consumed ethanol for 3 weeks. Upregulation of BDNF expression was linked to both the stimulation of intracellular cascades downstream BDNF/TrkB receptor activation, and the increase in neurogenesis within the dentate gyrus. Using a specific TrkB receptor antagonist, ANA-12, we demonstrated that the hippocampal neurogenesis induced by chronic ethanol intake was under the control of BDNF. Behavioural analysis evidenced learning and memory impairments after ethanol consumption without synaptic plasticity alteration within the hippocampus, suggesting the involvement of other mechanisms in the cognitive deficits. Altogether, these data bring new elements for understanding the hippocampal neurogenesis stimulation observed under chronic and voluntary ethanol consumption in C57BL/6J mice. Moreover, this apparent increase in plasticity might probably be considered as an adaptive and compensatory mechanism in response to the cognitive deficits induced by ethanol consumption.

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