Rôle du circuit amygdale-cortex insulaire dans le risque persistant de rechute – PlastCocIC

Dans ce projet, nous allons utiliser une technique innovante combinant la pharmacologie et la génétique, en utilisant des récepteurs modifiés (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs ; DREADDs) et des adénovirus canins (CAV) permettant l'expression d'une enzyme, la Cre-recombinase, pour inhiber spécifiquement et directionnellement la voie amygdale basolatérale- cortex insulaire. Cette méthode repose sur l'utilisation de virus adéno-associés modifiés (AAV) qui exprimeront les récepteurs couplés à une protéine G permettant l'inactivation transitoire de populations neuronales définies en présence de leur ligand inerte, administré de manière exogène, le clozapine-N-oxyde (CNO). L'expression de l'AAV dépend de la présence d'une enzyme spécifique, la Cre-recombinase. La technique implique l’injection intracérébrale de l'AAV et du CAV dans deux structures reliées anatomiquement par une voie neuronale directe. Dans ce projet, l'AAV est injecté dans la BLA, où se trouvent les corps cellulaires, tandis que le CAV est injecté dans la zone de projection d'intérêt, le cortex insulaire. Après l'infection des terminaisons axonales, le CAV est transporté de façon rétrograde vers les corps cellulaires et où s'exprimera la Cre-recombinase. Cela entraînera l'expression du récepteur couplé à une protéine G inhibitrice, spécifiquement dans les neurones de la BLA projetant vers l’IC. Ce récepteur ne sera activé que par l’injection de CNO. Cela permet ainsi de contrôler les neurones exprimant les récepteurs DREADDs de manière hautement sélective.

Nos résultats préliminaires montrent, après une longue abstinence après prise chronique de cocaïne, une hyperactivité de la BLA, mais aucune modification de l'état d'activité basal de l'IC. Ces résultats suggèrent que la prise chronique de cocaïne n'a pas d'effet persistant sur l'activité de l’IC et que l'hyperactivité de la BLA ne conduit pas à des changements persistants de l’activité des neurones de l’IC. Nous avons également constaté que la plasticité synaptique dans la voie BLA-IC est perturbée, ce qui pourrait entraîner une hyper-réactivité aux indices environnementaux précédemment associé à la prise de drogue, ce qui pourrait augmenter le risque de rechute. Nous utilisons actuellement la technique DREADD pour évaluer si la manipulation sélective de la voie BLA-IC peut réduire le comportement de recherche de cocaïne.

Dans ce projet, nous utilisons une approche axée sur l’étude de systèmes utilisant des manipulations pharmacogénétiques, des analyses électrophysiologiques et des tests comportementaux afin de définir un nouveau circuit qui pourrait jouer un rôle critique dans le risque de rechute induite par la présentation d’indices environnementaux précédemment associés à la prise de drogue. Cette étude est très novatrice étant donné que la voie BLA-IC décrite dans ce projet, est largement ignorée dans la littérature de l’addiction, mais pourrait néanmoins jouer un rôle critique dans le comportement de recherche de drogue après une abstinence à long-terme. Dans nos futures expériences nous déterminerons les mécanismes moléculaires responsables des perturbations de plasticité synaptique dans la voie BLA-IC, ainsi que les potentielles dérégulations de réactivité de la voie BLA-IC face à des indices précédemment associés à la drogue et leurs conséquences sur le comportement de recherche de drogue.

Ces résultats préliminaires ont été présentées lors de conférences nationales (journées scientifiques de Tours-Poitiers, Poitiers, 2017) et internationales (Neurofrance, Bordeaux, 2017). Ce travail sera également présenté lors de la 47ème conférence annuelle de la Société américaine des Neurosciences à Washington DC en novembre 2017.

L’addiction est un trouble mental caractérisé par la prise compulsive de drogue qui persiste malgré des conséquences négatives. C’est un problème de santé publique majeur qui impacte notre société à plusieurs niveaux (médical, économique et social). L’un des problèmes majeurs du traitement de l’addiction est la prévention des rechutes qui peuvent être observées après longues périodes d’abstinence. Par conséquent, pour mettre en place des stratégies thérapeutiques adéquates, il est fondamental d’identifier les circuits neuronaux spécifiquement impliqués dans la rechute, ainsi que la nature des éventuels dérèglements de ces réseaux.
Pour les personnes ‘addicts’ aux psychostimulants, la prise de drogue a des effets hédoniques très distincts au niveau central mais aussi périphérique. Ces sensations intéroceptives (qui renseignent sur l’état des viscères et des variations physico-chimiques de l’organisme), lorsqu’elles sont associées aux rituels de consommation de drogue (ou aux stimuli associés à la drogue) acquièrent une forte valence émotionnelle et contribuent au plaisir ressenti lors de la prise. A long terme, l’utilisation de drogues d’abus entraine des modifications des systèmes cérébraux et viscéraux, aboutissant à un déséquilibre de l’homéostasie, maintenu pendant une période d’abstinence. Des données récentes indiquent que le cortex insulaire (CI) joue un rôle crucial dans les pulsions menant à la prise de drogue. Le CI est une zone corticale qui intègre des informations intéroceptives. Ainsi, en réponse à des stimuli associés à la drogue, il pourrait traduire les informations intéroceptives pathologiques liées à l’abstinence en état émotionnel subjectif, et ainsi précipiter la rechute. Par exemple, lors de l’abstinence, l’activation du CI par des stimuli associés à la drogue peut induire des pulsions menant à la rechute. L’un des candidats responsable de cette activation est le noyau basolateral de l’amygdale (BLA), qui est fortement impliqué dans les processus émotionnels, et pourrait jouer un rôle clé dans la transition de la composante émotionnelle d’un stimulus en pulsion de prise de drogue.
Au vu de la densité importante des projections de la BLA au CI, et de l’implication de ces deux structures dans la rechute, notre hypothèse est que lors de l’abstinence à la cocaïne, l’hyperactivé de la BLA induirait des changements persistants dans le CI. En particulier, cette hyperactivité au repos pendant l’abstinence pourrait rendre un individu plus sensible aux stimuli associés à la drogue, qui pour leur part pourrait réactiver, par la voie BLA-CI, les effets intéroceptifs de la prise de cocaïne et ainsi précipiter la rechute.
Actuellement aucune donnée sur l’activité de ces structures au repos pendant l’abstinence n’est disponible, cette étude fait l’objet de notre premier objectif. En utilisant la technique d’enregistrements électrophysiologiques in vivo chez le rat anesthésié, nous étudierons les potentiels de champs et l’activité unitaire des neurones de la BLA et du CI, après 30 jours d’abstinence à la cocaïne. Nous déterminerons ensuite l’influence que la BLA exerce sur le CI en inactivant et stimulant à haute fréquence cette structure. Enfin, nous utiliserons la technique innovante de DREADDs (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs) pour inhiber spécifiquement la voie BLA-CI et ainsi déterminer son rôle dans la recherche de drogue après une période d’abstinence.
Ce programme de recherche apportera des informations cruciales sur le rôle du transfert d'information de la BLA vers le CI, dans la recherche de drogue. Cela permettra d'élargir notre connaissance des circuits de motivation, en prenant en compte des composants intéroceptifs impliqués dans des risques de rechute et de mettre en évidence de nouvelles orientations pour les traitements futurs de l’addiction.