Modulation of amphetamine-induced behaviors in mice by the atypical vesicular glutamate transporter type 3 (VGLUT3)

par Nina Mansouri Guilani

Thèse de doctorat en Neurosciences

Sous la direction de Salah El Mestikawy.

Soutenue le 05-12-2017

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale Cerveau, cognition, comportement (Paris) , en partenariat avec Neuroscience Paris Seine (laboratoire) .

Le président du jury était Denis Hervé.

Les rapporteurs étaient Vania Prado, Emmanuel Valjent.

  • Titre traduit

    Modulation des comportements induits par l'amphétamine chez la souris par le transporteur vésiculaire atypique de type 3 du glutamate (VGLUT3)


  • Résumé

    Toutes les drogues entrainent une libération accrue de dopamine dans une structure cérébrale nommée striatum. Cette structure est impliquée à la fois dans le contrôle moteur et dans les comportements motivés par les récompenses. Localement, les neurones striataux sont modulés par des interneurones cholinergiques (CINs). Les CINs ont pour particularité d’exprimer le transporteur vésiculaire du glutamate de type 3 (VGLUT3) en plus de celui de l’acétylcholine (VAChT). Par conséquent, ces interneurones sont capables de libérer du glutamate et de l’acétylcholine. Dans le striatum, VGLUT3 est également retrouvé dans certaines fibres sérotoninergiques. Chez des patients toxicomanes, le taux de mutation du gène codant VGLUT3 est augmenté. De plus, les souris qui n’expriment pas VGLUT3 (VGLUT3—/—) sont pré-sensibilisées à la cocaïne, et présentent des changements fonctionnels dans le striatum. VGLUT3 apparaît donc comme un régulateur de l’abus de drogue. Mes travaux de recherche ont consisté à caractériser l’effet d’un autre psychostimulant, l’amphétamine (AMPH), chez les souris VGLUT3—/—. Cela a permis de montrer que ces souris présentent une sensibilisation à l’AMPH, plus forte que les contrôles. A forte dose, les psychostimulants entrainent l’apparition de mouvements anormaux appelés stéréotypies. Nous avons observé que les souris VGLUT3—/— sont plus résistantes aux stéréotypies induites par l’AMPH. Une étude plus approfondie a montré que le glutamate libéré par les CINs semble intervenir dans ces stéréotypies. Ces résultats révèlent un rôle jusque-là insoupçonné du glutamate libéré par les CINs dans les mouvements anormaux, qui sont la signature de diverses pathologies.


  • Résumé

    All drugs of abuse yield a greater release of dopamine in a cerebral structure called striatum. This structure is involved in motor control, but also in behaviors motivated by reward. Locally, striatal neurons are modulated by cholinergic interneurons (CINs). CINs have the particularity to express the vesicular glutamate transporter type 3 (VGLUT3) on top of the one for acetylcholine (VAChT). Therefore, these interneurons have the ability to release both glutamate and acetylcholine. In the striatum, VGLUT3 is also found in some serotonergic fibers. A genetic study revealed that the mutation rate of the gene encoding VGLUT3 is increased in human addicts. Moreover, mice lacking VGLUT3 (VGLUT3—/—) are pre-sensitized to cocaine, and present functional alterations in the striatum. Thus, VGLUT3 appears as a regulator of drug abuse. My work consisted in characterizing the effects of another psychostimulant, amphetamine (AMPH), on VGLUT3—/— mice. This study revealed that VGLUT3—/— mice have a sensitization to AMPH, to a higher extent than control mice. At high dose, psychostimulants produce abnormal movements called stereotypies. We observed that VGLUT3—/— mice are more resistant to AMPH-induced stereotypies. Further investigation showed that the glutamate released by CINs seems involved in these stereotypies, but not the serotonergic source. Our result reveals a hitherto unsuspected role of the glutamate released by CINs in abnormal movements that are the hallmark of several pathologies.

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