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MEacuteCANISMES NEUROBIOLOGIQUES DE Lrsquo ALCOOLO-DEacutePENDANCE
Laurence Lanfumey
Inserm U894
Alcoolo deacutependance
deacutependance = perte de controcircle progressive
Lrsquoactiviteacute est orienteacutee autour de la recherche et de la consommation du produit au deacutetriment du reste de la vie professionnelle sociale et personnelle
Alcoolo deacutependance
les effets renforccedilants positifs de prise drsquoalcool (reacutecompense)
les effets deacuteleacutetegraveres de la consommation
drsquoalcool (symptocircmes de sevrage)
Deacutependance agrave lrsquoalcool sevrage et rechute
Drsquoapregraves Howard C Becker 2008
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
bull Alcool et cerveau
bull Alcool et neurotransmisison
bull Alcool et seacuterotonine
bull Alcool et plasticiteacute ceacutereacutebrale
bull Alcool et comportement
Alcool et cerveau
Alcool Ethanol
bull Lrsquoalcool est une substance psychoactive dont lrsquoabus entraicircne des conseacutequences multiples en particulier au niveau central
bull Lrsquoeacutethanol est une petite moleacutecule tregraves diffusible qui modifie directement la structure des membranes neuronales en la deacutesorganisant Cet effet est dose-deacutependant
bull Cette deacutesorganisation structurelle provoque des alteacuterations des reacutecepteurs des neurotransmetteurs au niveau des synapses drsquoougrave la modification du potentiel drsquoaction des neurones et des flux membranaires des ions
Circuit de la reacutecompense
Neurotransmission et circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
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16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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8
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14
16
days
EtO
H g
kg
day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
ay)
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
ver
baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
er
of B
rdU
+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
oty
pe o
f n
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bo
rn
cell
s in
th
e D
G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
ld c
han
ge o
ver
co
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ol
Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
ld c
han
ge o
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co
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ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
ld c
ha
ng
e o
ve
r c
on
tro
l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
ion
(F
old
ch
an
ge o
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l w
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
rce
nt
ch
an
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s w
ate
r (O
D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
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l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
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on
tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
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tim
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se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
nt
of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
CS
6
0
20
40
60
80
100
Water Ethanol
Pe
rce
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tota
l fr
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zin
g
0
10
20
30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Alcoolo deacutependance
deacutependance = perte de controcircle progressive
Lrsquoactiviteacute est orienteacutee autour de la recherche et de la consommation du produit au deacutetriment du reste de la vie professionnelle sociale et personnelle
Alcoolo deacutependance
les effets renforccedilants positifs de prise drsquoalcool (reacutecompense)
les effets deacuteleacutetegraveres de la consommation
drsquoalcool (symptocircmes de sevrage)
Deacutependance agrave lrsquoalcool sevrage et rechute
Drsquoapregraves Howard C Becker 2008
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
bull Alcool et cerveau
bull Alcool et neurotransmisison
bull Alcool et seacuterotonine
bull Alcool et plasticiteacute ceacutereacutebrale
bull Alcool et comportement
Alcool et cerveau
Alcool Ethanol
bull Lrsquoalcool est une substance psychoactive dont lrsquoabus entraicircne des conseacutequences multiples en particulier au niveau central
bull Lrsquoeacutethanol est une petite moleacutecule tregraves diffusible qui modifie directement la structure des membranes neuronales en la deacutesorganisant Cet effet est dose-deacutependant
bull Cette deacutesorganisation structurelle provoque des alteacuterations des reacutecepteurs des neurotransmetteurs au niveau des synapses drsquoougrave la modification du potentiel drsquoaction des neurones et des flux membranaires des ions
Circuit de la reacutecompense
Neurotransmission et circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
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days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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EtO
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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EtO
H g
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day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
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0
2
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
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100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
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100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
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150
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250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
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150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
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e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
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8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
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WIN 55-2122 saline
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Rimonabant saline
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CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
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Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
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Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
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Water Ethanol
Nu
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Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
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Ph
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G1
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cell
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BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
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Ethanol Water
Magnification
x 20
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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ha
ng
e o
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l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
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Bd
nf
exp
ress
ion
(F
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ch
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ate
r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
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CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
ve
r c
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l
H3Ac
5
25
50
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-25
-50
II III
VIII
o
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l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
on
tim
e (
se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
nt
of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
CS
6
0
20
40
60
80
100
Water Ethanol
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Alcoolo deacutependance
les effets renforccedilants positifs de prise drsquoalcool (reacutecompense)
les effets deacuteleacutetegraveres de la consommation
drsquoalcool (symptocircmes de sevrage)
Deacutependance agrave lrsquoalcool sevrage et rechute
Drsquoapregraves Howard C Becker 2008
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
bull Alcool et cerveau
bull Alcool et neurotransmisison
bull Alcool et seacuterotonine
bull Alcool et plasticiteacute ceacutereacutebrale
bull Alcool et comportement
Alcool et cerveau
Alcool Ethanol
bull Lrsquoalcool est une substance psychoactive dont lrsquoabus entraicircne des conseacutequences multiples en particulier au niveau central
bull Lrsquoeacutethanol est une petite moleacutecule tregraves diffusible qui modifie directement la structure des membranes neuronales en la deacutesorganisant Cet effet est dose-deacutependant
bull Cette deacutesorganisation structurelle provoque des alteacuterations des reacutecepteurs des neurotransmetteurs au niveau des synapses drsquoougrave la modification du potentiel drsquoaction des neurones et des flux membranaires des ions
Circuit de la reacutecompense
Neurotransmission et circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
ay)
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
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baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
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of B
rdU
+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
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pe o
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bo
rn
cell
s in
th
e D
G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
ld c
han
ge o
ver
co
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ol
Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
ld c
han
ge o
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co
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ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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ha
ng
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ve
r c
on
tro
l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
ion
(F
old
ch
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l w
ate
r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
rce
nt
ch
an
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s w
ate
r (O
D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
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tim
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se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
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of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
CS
6
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20
40
60
80
100
Water Ethanol
Pe
rce
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tota
l fr
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zin
g
0
10
20
30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
rce
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tota
l fr
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g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Deacutependance agrave lrsquoalcool sevrage et rechute
Drsquoapregraves Howard C Becker 2008
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
bull Alcool et cerveau
bull Alcool et neurotransmisison
bull Alcool et seacuterotonine
bull Alcool et plasticiteacute ceacutereacutebrale
bull Alcool et comportement
Alcool et cerveau
Alcool Ethanol
bull Lrsquoalcool est une substance psychoactive dont lrsquoabus entraicircne des conseacutequences multiples en particulier au niveau central
bull Lrsquoeacutethanol est une petite moleacutecule tregraves diffusible qui modifie directement la structure des membranes neuronales en la deacutesorganisant Cet effet est dose-deacutependant
bull Cette deacutesorganisation structurelle provoque des alteacuterations des reacutecepteurs des neurotransmetteurs au niveau des synapses drsquoougrave la modification du potentiel drsquoaction des neurones et des flux membranaires des ions
Circuit de la reacutecompense
Neurotransmission et circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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days
EtO
H g
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day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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12
14
16
days
EtO
H g
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
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0
2
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6
8
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12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
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baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
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10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
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WIN 55-2122 saline
0
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Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
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WIN 55-2122
saline 0
20
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100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
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Water Ethanol
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Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
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Ph
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G1
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cell
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BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
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Hilus
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Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
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ld c
ha
ng
e o
ve
r c
on
tro
l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
ion
(F
old
ch
an
ge o
ve
r c
on
tro
l w
ate
r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
rce
nt
ch
an
ge v
s w
ate
r (O
D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
on
tim
e (
se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
nt
of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
CS
6
0
20
40
60
80
100
Water Ethanol
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
bull Alcool et cerveau
bull Alcool et neurotransmisison
bull Alcool et seacuterotonine
bull Alcool et plasticiteacute ceacutereacutebrale
bull Alcool et comportement
Alcool et cerveau
Alcool Ethanol
bull Lrsquoalcool est une substance psychoactive dont lrsquoabus entraicircne des conseacutequences multiples en particulier au niveau central
bull Lrsquoeacutethanol est une petite moleacutecule tregraves diffusible qui modifie directement la structure des membranes neuronales en la deacutesorganisant Cet effet est dose-deacutependant
bull Cette deacutesorganisation structurelle provoque des alteacuterations des reacutecepteurs des neurotransmetteurs au niveau des synapses drsquoougrave la modification du potentiel drsquoaction des neurones et des flux membranaires des ions
Circuit de la reacutecompense
Neurotransmission et circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
ay)
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
ver
baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
er
of B
rdU
+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
oty
pe o
f n
ew
bo
rn
cell
s in
th
e D
G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
ld c
han
ge o
ver
co
ntr
ol
Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
ld c
han
ge o
ver
co
ntr
ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
ld c
ha
ng
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tro
l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
ion
(F
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ch
an
ge o
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r c
on
tro
l w
ate
r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
rce
nt
ch
an
ge v
s w
ate
r (O
D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
on
tim
e (
se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
nt
of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
CS
6
0
20
40
60
80
100
Water Ethanol
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
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zin
g
0
10
20
30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Alcool et cerveau
Alcool Ethanol
bull Lrsquoalcool est une substance psychoactive dont lrsquoabus entraicircne des conseacutequences multiples en particulier au niveau central
bull Lrsquoeacutethanol est une petite moleacutecule tregraves diffusible qui modifie directement la structure des membranes neuronales en la deacutesorganisant Cet effet est dose-deacutependant
bull Cette deacutesorganisation structurelle provoque des alteacuterations des reacutecepteurs des neurotransmetteurs au niveau des synapses drsquoougrave la modification du potentiel drsquoaction des neurones et des flux membranaires des ions
Circuit de la reacutecompense
Neurotransmission et circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
ay)
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
ver
baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
er
of B
rdU
+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
oty
pe o
f n
ew
bo
rn
cell
s in
th
e D
G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
ld c
han
ge o
ver
co
ntr
ol
Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
ld c
han
ge o
ver
co
ntr
ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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ha
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e o
ve
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l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
ion
(F
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ch
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tro
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
rce
nt
ch
an
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s w
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r (O
D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
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tro
l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
r c
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tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
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tim
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se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
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of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
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100
CS
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Water Ethanol
Pe
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tota
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10
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30
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50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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tota
l fr
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g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Alcool Ethanol
bull Lrsquoalcool est une substance psychoactive dont lrsquoabus entraicircne des conseacutequences multiples en particulier au niveau central
bull Lrsquoeacutethanol est une petite moleacutecule tregraves diffusible qui modifie directement la structure des membranes neuronales en la deacutesorganisant Cet effet est dose-deacutependant
bull Cette deacutesorganisation structurelle provoque des alteacuterations des reacutecepteurs des neurotransmetteurs au niveau des synapses drsquoougrave la modification du potentiel drsquoaction des neurones et des flux membranaires des ions
Circuit de la reacutecompense
Neurotransmission et circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
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8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
ay)
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
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baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
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se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
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40
60
80
100
120
Ph
en
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pe o
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cell
s in
th
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G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
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Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
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20
Bd
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ch
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tro
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
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Pe
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ch
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D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
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VI
VIII
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l
H3Ac
5
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-5
-25
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II III
VIII
o
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tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
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0
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50$
$$
00
02
04
06
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10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
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1 2 3 4 5
0
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80
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Water Ethanol
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20
30
40
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Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
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00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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tota
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g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Circuit de la reacutecompense
Neurotransmission et circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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EtO
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EtO
H g
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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EtO
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day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
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gk
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
ver
baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
er
of B
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+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
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pe o
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bo
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cell
s in
th
e D
G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
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Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
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han
ge o
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co
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ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
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10
15
20
Bd
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
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ch
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s w
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D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
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l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
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tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
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tim
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se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
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of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
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80
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CS
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Water Ethanol
Pe
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tota
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10
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50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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tota
l fr
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g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Neurotransmission et circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
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days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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16
days
EtO
H g
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day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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14
16
days
EtO
H g
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day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
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0
2
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6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
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baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
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WIN 55-2122
saline 0
20
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120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
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30
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Water Ethanol
Nu
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Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
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120
Ph
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G1
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cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
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Hilus
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
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I II III IV VI
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INCREASE
Exon II
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DECREASE
Exon VIII
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Exon I
Exon IV 00
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Bd
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
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Pe
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H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
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H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
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VI
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H3Ac
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II III
VIII
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
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0
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
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Ethanol
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Action de lrsquoalcool sur le circuit de la reacutecompense
Drsquoapregraves E Nestler 2005
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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EtO
H g
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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16
days
EtO
H g
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3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
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2
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12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
ver
baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
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of B
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+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
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pe o
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cell
s in
th
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G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
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Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
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D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
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l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
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l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
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se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
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of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
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80
100
CS
6
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Water Ethanol
Pe
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tota
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0
10
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50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
rce
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of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Published in Thomas Hillemacher Annemarie Heberlein Marc AN Muschler Stefan Bleich Helge Frieling Expert Opinion on Investigational Drugs 2011 20 1073-1086DOI 101517135437842011592139Copyright copy 2011 Informa UK Ltd
Cibles theacuterapeutiques
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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days
EtO
H g
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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14
16
days
EtO
H g
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day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
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0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
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g
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baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
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WIN 55-2122
saline 0
20
40
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100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
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30
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Water Ethanol
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Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
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s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
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Hilus
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Magnification
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
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Bd
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
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CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
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VI
VIII
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H3Ac
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II III
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
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0
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50$
$$
00
02
04
06
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10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
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g
1 2 3 4 5
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Water Ethanol
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Ethanol
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Alcool et neurotransmission
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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EtO
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EtO
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days
EtO
H g
kg
day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
ay)
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
ver
baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
er
of B
rdU
+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
oty
pe o
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cell
s in
th
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G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
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han
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Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
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han
ge o
ver
co
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ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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ha
ng
e o
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tro
l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
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15
20
Bd
nf
exp
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
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D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
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tro
l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
r c
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tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
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se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
nt
of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
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CS
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Water Ethanol
Pe
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Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Ethanol et systegraveme GABAergique
M Wallner et al PNAS 200310015218-15223
α1β2γ2 α 46β3δ
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
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days
EtO
H g
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day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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EtO
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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16
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EtO
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3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
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0
2
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12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
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150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
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Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
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75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
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14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
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100
150
WIN 55-2122 saline
0
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150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
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WIN 55-2122
saline 0
20
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120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
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Water Ethanol
Nu
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Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
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G1
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s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
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Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
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Magnification
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
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16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
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Bd
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
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H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
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DG
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H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
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VI
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H3Ac
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II III
VIII
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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x c
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
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0
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50$
$$
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02
04
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
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g
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Water Ethanol
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Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Ethanol et Neurotransmetteurs
Glutamate
Intoxication aiguumle diminue la fonction glutamatergique
Chroniciteacute upreacutegulation des reacutecepteurs NMDA et augmentation des taux
de glutamate
GABA
Intoxication aiguumle augmente la fonction GABAergique
Chroniciteacute reacuteduit le nbre de reacutecepteurs GABAA
Dopamine
Reacutecepteurs D1 D2 D3 D4
Intoxication aiguumle associeacute agrave une libeacuteration de dopamine
Chroniciteacute associeacutee agrave une diminution de dopamine
Opioiumldes
Alcool associeacute avec une augmentation des opioiumldes endogegravenes
Seacuterotonine
5-HT3 renforce lrsquoeffet reacutecompensant de la consommation drsquoalcool
5-HT1A associeacute avec la reacutegulation de la consommation drsquoalcool
5-HT7 associeacute aux effets de lrsquoalcool sur la cognition
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
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EtO
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EtO
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Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
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2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
ver
baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
er
of B
rdU
+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
oty
pe o
f n
ew
bo
rn
cell
s in
th
e D
G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
ld c
han
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co
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Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
ld c
han
ge o
ver
co
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ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
ld c
ha
ng
e o
ve
r c
on
tro
l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
ion
(F
old
ch
an
ge o
ve
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on
tro
l w
ate
r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
rce
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ch
an
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s w
ate
r (O
D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
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tro
l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
on
tim
e (
se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
nt
of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
CS
6
0
20
40
60
80
100
Water Ethanol
Pe
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tota
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g
0
10
20
30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Alcool et seacuterotonine alcoolopreacutefeacuterence
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
10
12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
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12
14
16
days
EtO
H g
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day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
8
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12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
anol in
take (
gk
gd
ay)
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
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baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
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of B
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+ c
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se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
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pe o
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cell
s in
th
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G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
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Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
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ch
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ate
r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
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ch
an
ge v
s w
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D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
ve
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l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
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tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
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tim
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se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
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of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
60
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100
CS
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60
80
100
Water Ethanol
Pe
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tota
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0
10
20
30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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of
tota
l fr
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g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
D-4 D0 D+4 D+8 D+21
Protocole de libre choix
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
6
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12
14
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days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
4
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12
14
16
days
EtO
H g
kg
day
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 220
2
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14
16
days
EtO
H g
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day
3 6 10
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
Eth
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take (
gk
gd
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0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
( o
ver
baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
er
of B
rdU
+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
oty
pe o
f n
ew
bo
rn
cell
s in
th
e D
G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
ld c
han
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ver
co
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ol
Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
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han
ge o
ver
co
ntr
ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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ha
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l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
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ch
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tro
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
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nt
ch
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r (O
D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
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l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
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tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
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ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
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tim
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0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
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of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
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CS
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0
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80
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Water Ethanol
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tota
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10
20
30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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tota
l fr
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zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Eth
anol in
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gk
gd
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0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Days
3 6 10 ethanol
Souris macircle adulte DBA2J
Souris macircle adulte C57BL6J
C57BL6J DBA2J 0
50
100
150
Consommation totale drsquoalcool
gk
g1
8 jours
Modegraveles animaux de consommation drsquoalcool
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des reacutecepteurs 5-HT1A
G
agoniste
[35S]GTP-γ-S
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
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Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
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8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
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WIN 55-2122
saline 0
20
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100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
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Water Ethanol
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Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
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BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
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Neurotrophic
Factor
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I II III IV VI
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Exon II
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DECREASE
Exon VIII
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Exon I
Exon IV 00
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
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H3Ac
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H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
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LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
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I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
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Ethanol
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
liaison basale liaison non
speacutecifique
[5-CT + WAY
100635]
liaison stimuleacutee [5-CT]
Hippocampe
(hip)
Noyau du Raphe dorsal (DRN)
DRN
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G
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Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
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0
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250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
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( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
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P-γ
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Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
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100
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Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
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12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
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Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
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Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
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Factor
+- 1
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I II III IV VI
VIII
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Exon II
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
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Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
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D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
on
tim
e (
se
c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
rce
nt
of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
CS
6
0
20
40
60
80
100
Water Ethanol
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
rce
nt
of
tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Augmentation de la liaison de [35S]GTP-g-S en reacuteponse agrave lrsquoactivation des 5-HT1AR
Comparaison des ligneacutees C57BL6J et DBA2J
Consommation drsquoalcool [neurotransmission 5-HT1A]
0
50
100
150
200
250
C57BL6J DBA2J
Liaison du [35S]GTP-g-S
( NS)
-9 -8 -7 -6 -50
50
100
150
200
250
( ) DBA2J
( ) C57BL6J
log [5-CT] M
[35S
]GT
P-γ
-S b
indin
g
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baselin
e)
Hippocampe
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
100
150
WIN 55-2122 saline
0
50
100
150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
10
20
30
WIN 55-2122
saline 0
20
40
60
80
100
120
Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
10
20
30
40
Water Ethanol
Nu
mb
er
of B
rdU
+ c
ells
se
ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
60
80
100
120
Ph
en
oty
pe o
f n
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bo
rn
cell
s in
th
e D
G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
10
15
00
05
10
15
Fo
ld c
han
ge o
ver
co
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ol
Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
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han
ge o
ver
co
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ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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ha
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r c
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l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
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(F
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ch
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
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D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
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l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
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ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
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c)
0
10
20
30
40
50$
$$
00
02
04
06
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10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
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of
fre
ezin
g
1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
CS
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0
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Water Ethanol
Pe
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0
10
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30
40
50
Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
rce
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tota
l fr
ee
zin
g
0
10
20
30
40
50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
ISRS et prise drsquoalcool chez les C57BL6J
15 20 25 30 35 40 45 50 55
50
75
100
125
Fluoxetine (10 mgkgj)
20 15 20 + FLUOXETINE ethanol
Consommation drsquoalcool (gkgj)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 0
2
4
6
8
10
12
14
Consommation drsquoalcool (gkgj)
5-HTT ++
5-HTT --
Day 3 6 10 20 15
inactivation chronique du 5-HTT
[neurotransmission 5-HT1A]
consommation drsquoalcool
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
50
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150
WIN 55-2122 saline
0
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150
Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
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WIN 55-2122
saline 0
20
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Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
SGZ
Hilus
0
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Water Ethanol
Nu
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ction
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
20
40
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120
Ph
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G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
05
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00
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Fo
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Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
14
16
-12
-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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l
INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
05
10
15
20
Bd
nf
exp
ress
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(F
old
ch
an
ge o
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r c
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tro
l w
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r)
Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
-5
0
5
10
15
20
25
Pe
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ch
an
ge v
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r (O
D)
DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
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l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
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l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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x c
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
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c)
0
10
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30
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50$
$$
00
02
04
06
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10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
Pe
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fre
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g
1 2 3 4 5
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Water Ethanol
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Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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10
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
DBA2J
Tonus Seacuterotoninergique (5-HT1A)
Prise drsquoAlcool
DBA2J
C57BL6J
C57BL6J
Alcool et seacuterotonine DBA2J C57BL6J
0
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0
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Rimonabant saline
GTP γ S
CB1 -
CB1 +
Conso alcool (gkg14 J)
0
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20
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Rimonabant saline
CB1 - CB1 +
CB1 +
CB1 -
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
Hilus GCL
Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
SGZ
GCL
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Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
0
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G1
00
cell
s BrdU+NeuN+
BrdU+GFAP+
Water Ethanol
BrdU GFAP NeuN Merge
Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
00
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CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
12
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-14
I II III IV VI
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Fo
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INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
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CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
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CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
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VI
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H3Ac
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II III
VIII
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
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I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Alcool et neuroplasticiteacute BDNF
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Ethanol Eau BrdU+ cells (x 40)
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GCL
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Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
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Ethanol enhanced hippocampal neurogenesis
Modifications structurelles de lrsquohippocampe induites par lrsquoeacutethanol
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
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Factor
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I II III IV VI
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Exon II
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
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Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
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Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
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LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
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Active
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
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modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
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I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
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Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
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Reconnaissance nouvel objet
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
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objet
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
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Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
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I II III IV VI
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
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Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
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LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
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CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
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I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
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Eau
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
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Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
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I II III IV VI
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
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Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
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traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
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LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
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H3Ac
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
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modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
plo
rati
on
tim
e (
se
c)
0
10
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50$
$$
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
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of
fre
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g
1 2 3 4 5
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CS
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Water Ethanol
Pe
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tota
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Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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tota
l fr
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50
Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
00
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Fo
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han
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ver
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Water Ethanol Water Ethanol
Hilus
CA3
Ethanol Water
Magnification
x 20
CA3 Hilus
Fo
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han
ge o
ver
co
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ol
Ethanol active lrsquoexpression proteacuteiumlque du BDNF
Expression du BDNF dans lrsquohippocampe
BDNF impliqueacute dans
la reacutegulation de la
neuroplasticiteacute
BDNF
Brain
Derived
Neurotrophic
Factor
+- 1
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-14
I II III IV VI
VIII
Fo
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INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
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Bd
nf
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
-10
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DG
CA3
H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
CA3
H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
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VI
VIII
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H3Ac
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-50
II III
VIII
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
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Water Ethanol
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Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
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1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
+- 1
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-12
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I II III IV VI
VIII
Fo
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INCREASE
Exon II
Exon III
Exon VI
DECREASE
Exon VIII
NO CHANGE
Exon I
Exon IV 00
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Bd
nf
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Water Ethanol
Total BDNF (exon IX)
Lrsquoeacutethanol modifie lrsquoexpression des exons du bdnf
Reacutegulation de la transcription de bdnf
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
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H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
DG
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H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
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VI
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H3Ac
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II III
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
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Ethanol
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Deux modifications eacutepigeacuteneacutetiques
Histone tail
Histone
Chromosome
Me
Me
Me
Meacutethylation de lrsquoADN Groupes meacutethyl ajouteacutes sur des
bases (ilocirct CPG)
Reacutepression de lrsquoactiviteacute
Meacutecanismes eacutepigeacuteneacutetiques
Modifications post
traductionnelles des histones Modifie lrsquoactiviteacute de lrsquoADN autour des
histones
Histone tail
Histone
laquo collier de perles raquo
Toutes les modifications biochimiques du geacutenome qui permettent des reacutegulations de la transcription sans modifier la seacutequence de lrsquoADN
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
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H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
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H3Ac
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H4Ac
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LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
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VI
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II III
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
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075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
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1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
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Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
modifications eacutepigeacuteneacutetiques induites par lrsquoeacutethanol
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H3Ac H3K4me3 H3K27me2 H4Ac
Ethanol Water Magnification x 40
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H3Ac
H3K4me3
H3K27me2
H4Ac
Ac (+) Me3 (+)
Me (-) Ac (+)
LrsquoEthanol modifie le paysage eacutepigeacuteneacutetique de lrsquohippocampe
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
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II III
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H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
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075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
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Reconnaissance nouvel objet
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1 h 24 h 1 h 24 h Training
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
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Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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of
tota
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0
10
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
H3 H4 H3K4
exon
Promoter
histones
Active
transcription
5
25
50
-5
-25
-50
VI
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3Ac
5
25
50
-5
-25
-50
II III
VIII
o
ve
r c
on
tro
l
H3K4me3
Analyse des modifications des histones dans les promoteurs des exons du bdnf
exon II III VI
exon VIII
Ac me3
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Ethanol
H3Ac promoter VI
P VIII
Ethanol
H3K4me3 P II et III
P VIII
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
es
ic in
de
x c
orr
ec
ted
Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
Ethanol
Ex
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se
c)
0
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$$
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02
04
06
08
10
Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
Eau
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of
fre
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Water Ethanol
Pe
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Ethanol
2- test de la peur apprise Ka
nd
el 2
00
1
Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
Pe
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
CA1
Methylation du gegravene bdnf
Methylated DNA ImmunoPrecipitation (MeDIP) dans lrsquohippocampe
I II III IV VI V VII VIII IX
CpG islands Boulle et al 2012
Eau
Ethanol
0
1
075
I II III IV VI VII IV
CpG islands
Significant global decrease (F(173) = 21780 p lt 00001)
IP IN
PU
T
Laser microdissection Profil de Meacutethylation
Lrsquoeacutethanol diminue la meacutethylation du bdnf
modifications eacutepigeacuteneacutetiques du gegravene bdnf dans lrsquohippocampe
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
Mn
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
Ethanol
1 h 24 h 1 h 24 h Training
Eau
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
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2- test de la peur apprise Ka
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Consommation chronique
drsquoeacutethanol (B6)
Modifications post
traductionnelles des
histone
Diminution de la
meacutethylation de lrsquoADN
Stimulation de
lrsquoexpression du BDNF
Augmentation de la
neurogenegravese
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
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Reconnaissance nouvel objet
Eau
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1 h 24 h 1 h 24 h Training
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reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
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Unconditioning stimuli
(UCS) = shock Specific context
HIPPOCAMPE
Conditioning stimuli
(CS) = tone
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Water Ethanol
Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Alcool et comportement
Novel object recognition
PERFORMANCES COGNITIVES
Fear conditioning
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
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Reconnaissance nouvel objet
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1 h 24 h 1 h 24 h Training
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Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
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drsquoun nouvel
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Context test
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HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
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repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
1 h 24 h
ACQUISITION RECONNAISSANCE
Meacutemoire court terme
RECONNAISSANCE
Meacutemoire agrave long terme
Ethanol augmente le temps drsquoexploration et affecte la meacutemoire agrave
long terme
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1 h 24 h 1 h 24 h Training
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Temps drsquoexploration
Meacutemoire hippocampe deacutependante 1- Test de
reconnaissance
drsquoun nouvel
objet
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(UCS) = shock Specific context
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(CS) = tone
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Ethanol affecte lrsquoapprentissage et la meacutemoire hippocampe deacutependante
Context test
(freezing)
HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
(freezing)
acquisition
24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
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2- test de la peur apprise Ka
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HIPPOCAMPE
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(CS) = tone
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Context test
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HIPPOCAMPE
24 h
Tone test
(freezing) Conditioning phase
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24 h
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Barnes test
Le Labyrinthe de Barnes permet de mesurer la capaciteacute dune souris agrave
apprendre et agrave meacutemoriser lemplacement dune zone cible en utilisant des
repegraveres visuels situeacutes autour de la zone dessai
Flexibiliteacute cognitive
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Alcool ne modifie pas lrsquoapprentissage spatial ni la meacutemoire spatiale diminue la fleacutexibiliteacute comportementale malgreacute lrsquoaugmentation de la
plasticiteacute cellulaire et de la neurogenegravese
Flexibiliteacute cognitive
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Consommation chronique en libre choix chez la
souris C57BL6J
Augmente la neurogenegravese
modifications
eacutepigeacuteneacutetiques
Affecte les
performances
cognitives
hippocampes
deacutependantes
Stimulation du
BDNF
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
Meacutecanismes neurobiologiques de lrsquoalcoolo-deacutependance
Eleni Paiumlzanis Corinne Poilbout Mathilde Regravegue Marion Levy Marina Schverer Alexandre Lecomte Emilien Stragier Vincent Martin Renaud Massart Raymond Mongeau Sabah Kelaiuml Jenny Molet
