Rôle du transporteur de cations organiques 2 dans la réponse et la vulnérabilité au stress

Brain organic cation transporter 2 controls response and vulnerability to stress

• Auteur / Autrice : Thomas Couroussé
• Direction : Sophie Gautron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 08/12/2014
• Etablissement(s) : Paris 5
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurence Lanfumey
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sophie Gautron, Laurence Lanfumey, Denis Hervé, Denis David, Bruno Giros, Bruno Guiard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Denis Hervé, Denis David

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transporteurs de cations organiques

Axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien

Stress -- Physiologie

Effets du stress

Dépression

Mots clés libres

Transporteur de cations organiques

Stress

Axe HPA

Vulnérabilité

Dépression

Organic cation transporter

Stress

HPA axis

Vulnerability

Depression

Résumé

Les interactions entre facteurs génétiques et environnementaux, comme le stress, jouent un rôle important dans la physiopathologie de maladies psychiatriques telles que la dépression. Les transporteurs de cation organiques (OCTs) sont des transporteurs polyspécifiques considérés comme sensibles à la corticostérone. Au cours de ma thèse, je me suis intéressé au rôle du transporteur de cation organique 2 (OCT2) dans la réponse au stress et la vulnérabilité à la dépression. OCT2 est exprimé dans de nombreuses régions impliquées dans la réponse au stress et le long de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA). L’absence d’OCT2 entraîne une augmentation de la sécrétion de corticostérone (156%) en réponse à un stress aigu, sans altération de la sensibilité des surrénales à l’hormone adrénocorticotrope (ACTH). En conséquence, les souris OCT2-/- sont plus sensibles aux effets du stress chronique imprédictible léger et développent des anomalies comportementales transitoires de la mémoire spatiale et de l’interaction sociale dans la phase précoce du stress chronique. De plus, nous avons montré que l’état fonctionnel de la GSK3β, une voie de signalisation profondément modulée par le stress et la dépression, est altéré dans l’hippocampe des souris OCT2-/-. Des expériences pharmacologiques in vivo et des Western blot suggèrent qu’une augmentation du tonus sérotoninergique chez les souris OCT2-/- pourrait expliquer la dérégulation de la GSK3β lors du stress. Ce travail a permis d’identifier OCT2 comme un déterminant important de la réponse au stress, suggérant que chez l’homme des polymorphismes ou son inhibition pharmacologique lors de traitements thérapeutiques de longue durée pourraient altérer l’activité de l’axe HPA et rendre les individus vulnérables aux effets délétères du stress.

Interactions between genetic and environmental factors like exposure to stress play an important role in the pathogenesis of mood-related psychiatric disorders such as major depressive disorder. The polyspecific organic cation transporters (OCTs) were shown previously to be sensitive to the stress hormone corticosterone in vitro, suggesting these transporters might play a physiological role in the response to stress. During my PhD thesis I investigated the role of organic cation transporter 2 (OCT2) during stress and vulnerability to depression. OCT2 is expressed in several stress-related circuits in the brain and along the hypothalamic-pituitary-adrenocortical (HPA) axis. Genetic deletion of OCT2 in mice enhanced hormonal response to acute stress (156%) without altering adrenal sensitivity to adrenocorticotropic hormone (ACTH). As a consequence, OCT2-/- mice were potently more sensitive to the action of unpredictable chronic mild stress and developed a transient aggravation of depression-related behaviors involving spatial memory and social interaction. We showed that the functional state of the glycogen synthase kinase-3β (GSK3β) signaling pathway, highly responsive to acute stress, was altered in the hippocampus of OCT2-/- mice. In vivo pharmacology and Western blot experiments argue for increased serotonin tonus as a main mechanism for impaired GSK3β signaling in OCT2-/- mice brain during acute response to stress. Our findings identify OCT2 as an important determinant of the response to stress in the brain, suggesting that in man OCT2 mutations or blockade by certain therapeutic drugs could interfere with HPA axis function and enhance vulnerability to repeated adverse events leading to stress-related disorders.