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UCA-FSSM
Master Biologie Environnement et Santé
Département de biologie
2014/2015
Etude des effets neuro-pharmacologiques d‟une drogue
de la famille des benzodiazépines chez le rat : approche
neurocomportemental Tilirine Khalid, Lafhal Karima,
Bouimja btisam, Lamkhath Fatima Zahra,
Laboratoire de neuropharmacologie et comportement, Faculté des sciences
samlalia, Université cadi ayyad.
Lundi 21/12/2015
Résumé :
Les modèles animaux demeurent l'une des voies les plus utilisées pour étudier les pathologies
humaines, Ils permettent d'accéder à des réponses non disponibles chez des patients humains et à en
apprendre davantage sur les mécanismes d'action des médicaments. Principalement développé avec
des rats, des modèles animaux de l'anxiété ont été adaptés avec un mixte succès pour les souris, un
mammifère facile à utiliser avec de meilleures possibilités génétiques. Dans notre travail, nous nous
sommes concentrés sur les modèles animaux les plus utilisés dans l'anxiété chez la souris, afin de
mettre en évidence l‟effet de certaines substances pharmacologiques de la famille des benzodiazépines
BZDs diazépam (valium) sur le comportement anxieux chez le rat.
Les tests réalisés sont ainsi décrites. Les comportements observés sont le résultat de l'intégration de
tous les processus en cours dans les systèmes d'organes sous-jacents, en interaction avec
l'environnement externe. Les modèles animaux peuvent permettre l'étude des mécanismes de
comportements spécifiques et de leur physiopathologie et peut aider dans le développement et la
prédiction des réponses thérapeutiques à des agents pharmacologiques.
Abstract:
Animal models die one of the most used to study human disease pathways; they provide access to
unavailable responses in human patients and learn about the mechanisms of action of drugs. Primarily
developed with rats, animal models of anxiety were adapted with mixed success in mice a mammal
easy to use with better genetic possibilities. In our work, we focused on the most used in animal
models of anxiety in mice, in order to highlight the effect of some pharmacological substances from
the family of benzodiazepines BZDs diazepam (Valium) the anxious behavior in rats.
The tests are described as well. The behaviors observed are the results of the integration of all
processes going on in the underlying organ systems, interacting with the external environment. Animal
models can help the study of behaviors specific mechanisms and pathophysiology and can help in the
development and prediction of therapeutic responses to pharmacological agents.
Introduction Géneral: Les modèles animaux pour la
psychopathologie sont devenus un outil
précieux pour l'analyse de la multitude de
causes, génétiques, environnementaux ou
pharmacologiques, qui peut apporter sur les
symptômes homologues à ceux des patients
avec un trouble spécifique, malgré les
difficultés traditionnelles dans l'acceptation de
ces modèles qui la tige de l'argument selon
lequel il n'y a aucune preuve permettant de
conclure que ce qui se produit dans le cerveau
de l'animal est équivalent à ce qui se passe
dans le cerveau d'un être humain.
Actuellement, les modèles animaux sont
recherchés qui a trois types de validité:
-La validité créative : où le modèle est
phénotype similaire et implique que la réponse
observée dans le modèle animal devrait être
identique à la comportemental et Réponses
physiologiques observées chez les humains. Le
comportement réponses / répertoire de souris
est, bien sûr, très différente du éthogramme
humain, qui comprend l'aspect verbal qui est
absente chez les rongeurs.
-La validité prédictive implique que le modèle
devrait être sensible aux agents
pharmacologiques cliniquement efficaces et
composés inversement anxiogènes devrait
susciter des effets opposés, tandis que les
agents qui ont aucun effet dans la clinique
devraient avoir aucun effet dans ces tests.
-Le critère de validité de construction concerne
la similitude entre la logique qui sous-tend le
modèle théorique de comportement animal et
humain. Cela exige que l'étiologie des facteurs
comportementaux et biologiques qui sous-
tendent le trouble puisse être similaire chez les
animaux et les humains.
La découverte de benzodiazépines (BZD) dans
les années 1960 et leur succès commercial
considérable dans le traitement de l'anxiété
alimenté le développement de nombreux
modèles animaux d'anxiété. Malheureusement,
en raison (BDZs) étaient les seuls agents
anxiolytiques marchés à ce moment, la validité
prédictive de ces modèles initiaux a été fondée
principalement sur leur capacité à détecter
l‟action pharmacologique de BDZ.
Les benzodiazépines (BZD) sont des
molécules appartenant à la classe des
anxiolytiques, c'est à dire que ce sont des
médicaments psychotropes destinés à traiter les
manifestations psychiques et somatiques de
l'anxiété pathologique. Les BZD sont
caractérisées par leurs propriétés sédatives,
anxiolytiques, anticonvulsivants et
myorelaxantes.
L‟utilisation de Diazépam (valium) de la
famille des BZDs pour le traitement
symptomatique de l‟anxiété bénigne ou
modérée dans des conditions dominées par la
tension, l‟excitation, l‟agitation, la peur ou
l‟agressivité comme les psychonévroses, les
réactions d‟anxiété dues à des conditions
stressantes et des états anxieux à
manifestations somatiques, dans la phase aiguë
du sevrage alcoolique.
Les modèles animaux basés éthologiquement
de peur et d'anxiété pour tentative de se
rapprocher des conditions naturelles dans
lesquelles ces états émotionnels sont
provoqués. En employant stimulus aversif non
douloureux pour provoquer la peur et de
l'anxiété, des tests éthologiques sont pensés
pour minimiser les effets de confusion
possibles des Etats de motivation ou de
perception découlant de l'interférence avec
l'apprentissage / mémoire, la faim / soif ou de
mécanismes nociceptifs et de permettre un
profilage vraiment complet 'comportementale
'des interventions expérimentales. En
comparaison avec les modèles conditionnés,
tests basés éthologiquement semblent être de
meilleurs analogues qualifiés de l'anxiété
humaine. Modèles éthologiques présentent
toutefois des différences individuelles, les
niveaux variables de comportement de base.
Néanmoins, les stimuli éthologiques sont de
nature diverse.
Dans le présent travail nous essayons de mettre
en évidence les différents effets
neuropharmacologiques du diazépam (valium)
de la famille des benzodiazépines sur les
aspects comportementaux chez le rat, et ainsi
de vérifier la validité de nos résultats obtenus
avec celle de la littérature.
Matériels :
Des rats adultes Wistar.
Des tests d‟étude du comportement animal :
Dark-Light Box (chambre claire obscure),
open Field (champ ouvert), plaque chauffante
Seringues pour injection (1ml).Des gants
Latex. Benzodiazépine (famille des
diazépams : valium), une solution
physiologique (NaCl 0.9), de l‟alcool,
Des petits béchers (100ml), des erlenmeyers
(100ml) et des micropipettes, des tubes
eppendorf, une éprouvette graduée.
Calcule du volume injecté:
Poids de l’animal est 160 g
1mg 1000g
X mg 160g X= 0.16mg
10mg 2 ml
0.16mg x ml x= 0.032ml
Méthodes: L‟examen de la littérature rapporte une
multitude de protocoles expérimentaux
différents variant notamment sur la nature des
stress imposées à l‟animal avant de la
confronté à un modèle d‟anxiété.
Les tests réalisés ainsi sont dans le but de
monter l‟effet du valium sur d‟anxiété.
A) Chambre claire sombre.
Figure 1 : dispositif de chambre Dark/light.
Principe de fonctionnement :
Le dispositif expérimental du test d'anxiété
clair/obscur, se compose d'un petit
compartiment noir et d'un grand compartiment
blanc, connectés par un passage (un trou dans
la cloison séparant les deux compartiments
permet l‟accès du rat à l‟un ou l‟autre des
compartiments). Chaque compartiment disposé de son propre
sol amovible de la même couleur que ses murs
respectifs, et découpé en secteurs de 90 x 90
mm marqués par des lignes. Les
compartiments sont illuminés de façon
indépendante « light » est peint en blanc et
éclairé à forte puissance l‟autre « dark » est
peint en noir et éclairé très faiblement (M.
Leger, 2002).
Paramètres mesurés :
• Temps total passé dans chaque compartiment
•Temps de latence jusqu‟a premier changement
de compartiment (indépendamment de la
position initiale de l'animal)
•Nombre de changements entre les
compartiments illuminé et sombre
• Durée totale de l'expérience On peut aussi suivre d‟autre comportement
concernent (l‟urination, la défécation…).
L’objectif de l’expérience :
Le test d'anxiété ”light-Dark box” (boîte
lumière versus obscurité) est Parmi les
modèles d‟exploration d‟une Anxiété aigue tel
que une peur « non conditionnée » car il
permet d'évaluer rapidement et facilement les
comportements animaux liés à l'anxiété, ainsi
que leurs modifications par des agents
pharmacologiques, en analysant les
déplacements de l'animal entre deux
compartiments de taille, couleur et illumination
différente (braquenier, 2009).
B) Champs ouvert
Objectif:
Le test en Champ Ouvert (Open Field) permet de
mesurer des comportements générés par le
placement de l‟animal dans un nouvel
environnement.
Description du dispositif :
Le Champ Ouvert était constitué de quatre parois
en bois de 43,5 cm de hauteur disposées sur une
surface de 65 x 65 cm divisée en 25 carreaux de
taille égale (Figure 26). Ce dispositif est placé
dans une pièce adjacente à celle où a lieu les
injections (Loureiro 2012).
Figure 2 : Schéma et photographie du test en
champ ouvert (Open Field) (Loureiro 2012).
Le principe du champ ouvert :
Ce test permet d‟évaluer la réaction d‟un
animal vis-à-vis d‟un environnement nouveau
et spacieux. Il crée une situation de conflit
entre la tendance naturelle de l‟animal à
explorer ce nouvel environnement et son
aversion pour les espaces ouverts. De se fait,
les animaux normaux ont tendance à passer
plus de temps dans les coins et la périphérie de
l‟appareil plutôt que dans le centre, qui est
alors considéré comme la zone la plus
anxiogène (Elizalde et al 2008).
C) Le test de la plaque chauffante. Objectif :
Le test de la plaque chauffante permet
d‟évaluer les propriétés analgésiques
éventuelles de molécules.
Principes :
Le test est base sur une plaque métallique
chauffante thermostat : [50-55°C], ±0.1°C sur
laquelle repose un cylindre en verre sans fond
(13*17cm), le test consiste à placer l‟animal dans
le cylindre, à même la plaque chauffante pendant
une période une durée de temps en secondes .La
variable mesurée dans ce test est la latence du 1er
saut réalise par l‟animal, il peut réagir par
secouement des pattes, Léchage des pattes, sauts
d‟évitement. Le temps de réaction est une
indication de la résistance de l'animal à la douleur
et est utilisé pour évaluer l'efficacité de substances
analgésiques (RIPOOL 2006).
Dispositif de la plaque chauffante
Injection de valium par voie sous cutané
Résultats et discussion.
A) Dark/light :
Tableau 1 : résultat de rat obtenu par le
test « chambre sombre claire ».
Rat témoin Rat traité
la durée passée dans la
chambre claire(en min)
0 0,11
la durée passée dans la
Chambre sombre(en
min)
10 9,89
Nombre de transition 0 2
L‟urination 1 0
Pour la mesure du niveau d‟anxiété chez les
rats (témoin-traité) dans le test « Light/dark
box » deux critères sont utilisés: le % de temps
passé dans la chambre sombre ou « dark box »
qui est proportionnel au niveau d‟anxiété, et le
nombre de changements de compartiments qui
est inversement proportionnel au niveau
d‟anxiété (Achenbach. 1991).
Alors on a fait une comparaison des activités
exploratoires dans un compartiment illuminé et
dans un compartiment sombre sous influence
d‟une substance anxiolytique la
benzodiazépine et on remarque que le rat non
traité a resté toute la durée de l‟expérience
dans la boite sombre et avec urination.
Par contre après une injection intramusculaire
de la benzodiazépine le rat a réalisé deux
transitions vers la chambre claire.
En se basant sur le fait qu'un composé
anxiolytique augmente le temps passé par
l'animal dans la zone illuminée, nous
supposons qu'un rat passant plus de temps dans
la zone sombre (diminution du rapport du
temps passé dans la zone éclairée/sombre)
démontre un niveau d'anxiété plus élevé. Un
animal anxieux passera donc plus de temps
dans la zone sombre. (Parent, 2010)
On peut constater que le rat non traité était très
anxieux, c‟est pourquoi il a resté toute la durée
dans la chambre sombre et
l‟action des benzodiazépines comme des
myorelaxants, utilisées pour traiter ces troubles
anxieux, même pour des symptômes anxieux
à court terme comme dans notre cas.
B) Champ ouvert
Le tableau ci-dessous presente les résultats
obtenu des deux rats : rat témoin et le rat
traités après une injection intramusculaire du
diazepam la mesure des comportements
générés par le placement de l‟animal à savoir
l‟activité locomotrice, le nombre de
redressement, le toilettage ainsi le temps passer
dans les case central par rapport au case
périphirique…
Le graphe ci-dessus nous montrons la
différence entre le rat témoin et le rat traité tel
qu‟on constate qu‟il ya une différence dans
l‟activité. Le rat traité est moins anxieux que le
rat témoin.
Ainsi qu‟on distingue que le temps
d‟immobilité chez le rat traités est supérieur à
celui de rat témoin.
Mesure de l’activité motrice (Open Field)
En effet la souris est un animal nocturne, qui
est habitué à un environnement sombre et
confiné alors le centre du système est le plus
lumineux et ouvert, c‟est donc la zone la plus
anxiogène pour cet animal par rapport à la
périphérie du champ qui présente la zone de la
boite le moins stressant pour le rat. On
remarque que rapidement après l‟injection du
valium, le rat est moins vigoureux, et reste
plutôt prostrée dans un coin de la cage.
On constate une baisse de la motricité par
rapport au témoin, ce qui est visible au niveau
de des résultats obtenu tel que le taux
d‟immobilité de rat traité est supérieur de taux
d‟immobilité de rat témoin. On montre
également cet effet par la mesure des
comportements générés par le placement de
l‟animal à savoir le nombre de redressement, le
toilettage ainsi le temps passer dans les cases
central par rapport au case périphirique, où la
souris ne bouge pas tout au long de
l‟expérience, et ne franchi alors aucune ligne.
Hot plat :
Dans cette expérience on enregistre la réponse
du rat vis-à-vis la température de la plaque
chauffante réglé à 55°C dans intervalle
de temps définit. on a constaté que rat témoin a
réagi en léchant sa patte après une durée de
11secondes alors que l‟animal qui a subi une
injection sous-cutanée du valium n‟a pas réagi
qu‟après 13secondes sachant que nous avons
faire l‟injection a un autre rat car la répétions
de l‟exposition de l‟animal à un même modèle
entraine une modification comportementale et
pharmacologique.
Donc on peut conclure que le valium a
diminué l‟anxiété chez notre animal ce
explique ses propriétés analgésiques.
Divers systèmes de neurotransmetteurs tels que
le système GABA, sérotoninergique,
dopaminergique et opioïde sont impliqués non
seulement dans les états anxieux mais
également dans la nociception qui peut être
activé par une variété de stimuli stressants
comme les chocs plantaires, la défaite sociale
et la stimulation de la PAG chez le rat
(Fardinet al. 1984 ;Griselet al. ,1993 ; Sewards
et Sewards,2002). Etant donné que dans le
FPT, les souris recoivent un choc éléctrique
plantaires de faible intensité (0,6mA), une
ambigüité persiste quant à la nature de l‟effet
anti-punition de molécules anxiolytiques
observé dans ce modèle. Certains auteurs
suggèrent toutefois une indépendance entre
l‟analgésie et les états anxieux (Borges et al .,
1988)
Il a déjà été démontré que le test de la plaque
chaude modifié avec augmentation de la
température est un test valide et fiable pour le
nociception, sensible aux analgésiques légers.
L‟appareil utilisé dans la présente étude
représente une amélioration de l'essai, avec un
meilleur contrôle de la température du plat, la
possibilité de contrôler la vitesse de montée en
température et une meilleure efficacité de
l'essai. Cependant, certains problèmes
théoriques et pratiques associées avec les
mesures de surface de température doivent
êtres souligné, la température de surface d'un
corps chauffé en contact avec l'air environnant
est pas un paramètre bien défini. il est
susceptible de changer à chaque fois un animal
ou un en température sonde de mesure est mis
en contact avec elle, en raison de procédures
d'étalonnage différentes, il y aura
probablement des variations de températures
de réponse entre laboratoire, et entre
différentes d'équipement si ceux-ci ne sont pas
calibrés selon exactement le même mode
opératoire.
Conclusion Général : Les tests utilisés peuvent être utile pour prédire
l'activité anxiolytique ou anxiogène comme
des drogues (Diazépam) chez les souris. Ils ont
l'avantage d'être rapide et facile à utiliser.
Les tests comportementaux de l'anxiété sont
utiles pour mieux comprendre l'activité
potentielle chez l'homme et le mécanisme
d'action des médicaments. Cependant, comme
de nombreux modèles ont été basés sur BDZ
pharmacologie et validé avec BZD, leur
sensibilité sur les médicaments agissant sur
autre système reste discutable. Face à l'absence
de reproductibilité et la sensibilité chez les
animaux modèles de l'anxiété, des tests ont été
soumis à une abondance de variation et une
pléthore de paramètres de la mesure. Cela
suggère des problèmes avec la sensibilité et la
reproductibilité du test à des composés
anxiolytiques et potentiels dans d'autres
laboratoires aussi.
L'intérêt récent pour la normalisation des tests
a été stimulé par les enquêtes de différents
génotypes de souris à différents stress et
d'anxiété composés de régulation.
Normalisation représente un moyen d'assurer
la reproductibilité des deux aspects qualitatifs
et quantitatifs de mesure et est suggéré de
conduire à des résultats plus reproductibles ou
interprétables des expériences complexes
effectuées dans des laboratoires différents ou
dans le même laboratoire.
Le test chambre claire obscure peut être utile
pour prédire l'activité anxiolytique ou
anxiogène comme des drogues chez les souris.
Il a l'avantage d'être rapide et facile à utiliser,
sans la formation préalable des animaux, la
nourriture et la privation d'eau est inutile et
stimuli naturels sont utilisés. Transitions ont
été signalés à être un indice de l‟activité
d‟exploration en raison de l'accoutumance au
fil du temps, et le temps passé dans chaque
compartiment d'être un reflet de l'aversion
(Belzung et al. 1987), mais les meilleures
mesures semblent être le pourcentage de temps
passé et les mouvements / exploratoire
Comportement dans chaque compartiment
(Hascoët et Bourin, 1998). Il a été suggéré que
certains modèles animaux basés sur le
comportement spontané ou modèles basés
éthologique (Lister, 1990) (comme la lumière /
test foncé) peuvent être plus sensibles aux
réponses comportementales que paradigmes
climatisées (Griebel, 1996).
Est le test en plein champ approprié pour le
criblage de l'activité anxiolytique des
traitements pharmacologiques? Pour être un
modèle pertinent du comportement humain, un
essai sur animaux devrait accueillir trois
critères: prédictive, la validité créative et la
validité de construit.
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