Rôle du système cholinergique striatal dans la physiopathologie des dystonies: une approche translationnelle. – DysChol

La dystonie se définie comme un syndrome de contractions musculaires soutenues aboutissant à des mouvements répétitifs et des postures anormales. La forme DYT1 représente la plus fréquente des dystonies génétiques mais le lien entre mutations génomiques et expression phénotypique reste largement méconnu. Par ailleurs, les formes secondaires de dystonie ont mis en exergue le rôle des ganglions de la base, en particulier du putamen, dans la physiopathologie de la maladie. Des résultats expérimentaux récents obtenus dans un modèle génétique de dystonie chez le rongeur suggèrent que les inter-neurones cholinergiques (Ach-I) du putamen joueraint un rôle critique dans les processus de plasticité pathologique au niveau de la synapse cortico-striatale. Néanmoins ces résultats n’ont jamais été confirmés, ni chez l’homme, ni chez le primate sub-humain. Le but de cette étude translationnelle est de démontrer que le phénotype dystonique est associé à un dysfonctionnement des ACh-I striataux.
Dans une première étude d’imagerie fonctionnelle chez l’homme, nous testons directement cette hypothèse en utilisant un marqueur du transporteur vésiculaire de l’acétylcholine, le [18F]-FEOBV), en imagerie TEP. Des images IRM seront également acquises sur un appareil 3T GE permettant la réalisation à la fois d’une imagerie anatomique et de tenseur de diffusion. L’objectif primaire est la comparaison de la fixation du marqueur (binding potential i.e. BP) entre des patients dystoniques DYT1 (n = 20) et des sujets contrôles (n = 20) appariés. Nous postulons que le niveau de fixation sera augmenté d’au moins 40% chez les dystoniques par rapport aux sujets contrôles sur la base de résultats préliminaires. L’importante variation phénotypique dans la dystonie DYT1, nous permettra d’examiner la corrélation entre BP et séverité clinique (échelle BFM). La microstructure tissulaire sera étudiée par tenseur de diffusion en focalisant les fibres striatofugales et les résultats seront corrélées au BP.
Dans une seconde étude expérimentale, nous injectons de façon chronique un agoniste cholinergique dans le putamen sensorimoteur chez le singe afin de tester l’hypothèse qu’une augmentation chronique de la transmission cholinergique permet d’obtenir un modèle stable de dystonie. Deux micro-pompes seront implantées au niveau abdominal et connectées à des canules positionnées de façon stéréotaxique au dessus des deux putamen moteurs. L’agoniste cholinergique et le produit sham (saline) seront injectés parallèlement dans chaque hémisphère à bas débit (1microl/h) sur de longues périodes de temps (1 à 3 mois). Le cycle sécretion-résorption du LCR chez le singe suggère qu’il n’y aura pas de risque d’hypertension intra-cérébrale ou de lésion locale (surveillance attentive des animaux). Le comportement sera étudié en chaise de primate pour les symptômes cliniques (évaluation vidéo en aveugle) et sur une plateforme de comportement pour l'activité locomotrice et les comportements spécifiques. Afin d'étudier les effets des injections sur l’activité neuronale, des enregistrements unitaires chroniques seront réalisés au niveau du putamen et du pallidum interne grâce à des microélectrodes collées à la canule d’injection (informations transmises via un système wifi). De plus, l’activité électroencéphalographique (EEG) sera enregistrée au travers d’électrodes intracraniennes positionnées au dessus des régions corticales motrices et des électromyogrammes (EMG) seront réalisés en utilisant des électrodes intramusculaires filaires. Afin d’étudier la plasticité des neurones striataux après injection, le binding des récepteurs M1, M4, D1, D2 sera étudié en post-mortem et comparé entre les deux hémisphères.
La démonstration du rôle du système cholinergique intrastriatal dans la physiopathologie des dystonies devrait ouvrir des perspectives thérapeutiques nouvelles en promouvant la recherche de nouveaux antagonistes cholinergiques, dépourvus des effets secondaires des médicaments existants.