Effet de l'injection intracérébroventriculaire du peptide Ab 25-35 chez le rat mâle adulte au cours du temps (toxicité amyloïde et implication dans la dérégulation de l axe Hypothalamo-hypophyso-surrénalien)

La maladie d'Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative caractérisée par la présence d'enchevêtrements neurofibrillaires et de plaques séniles. Le composant majoritaire des plaques séniles est le peptide amyloïde Ab.Dans une première partie de cette thèse, l'objectif a été de caractériser la toxicité du peptide Ab25-35 après son injection au niveau des ventricules latéraux chez le rat au cours du temps. Nous avons ainsi pu démontrer, entre autre, qu'une seule injection, engendre des déficits mnésiques à court et à long terme qui persistent six semaines après l'injection. Nous avons également montré, entre autre, une astrogliose, une microgliose, une élévation du stress oxydant, ainsi que des phénomènes apoptotiques dans les différentes structures cérébrales étudiées. Le deuxième objectif de cette thèse a été de caractériser le rôle du peptide Ab25-35 dans la régulation de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA) au cours du temps. Dans un premier temps nous avons démontré une hyperactivité de l'axe, qui se caractérise par une modification de l'expression des hormones et une modification d'expression et de localisation des récepteurs aux glucocorticoïdes (GC). Nous avons montré que l'injection d'Ab25-35 induisait un comportement anxieux. Néanmoins la fonctionnalité du rétrocontrôle négatif des GC reste intacte. Alors que l'injection de l'Ab25-35 modifie la réponse de l'axe HPA à un stress. Nos résultats, dans un modèle pathomimétique, de la MA, montrent que la toxicité amyloïde modifie la fonctionnalité et la réactivité de l'axe HPA, ce qui pourrait participer à la pathophysiologie de la MA.Alzheimer's disease (AD) is characterized by neurofibrillary tangles and seniles plaques. The major component of senile plaques is the amyloid-b peptide (Ab). In a first part of this thesis, we characterized the time course toxicity effect of the Ab25-35 intracerebroventricular (icv) injection in the rat brain. We particulary demonstrated, that only one injection induced memories impairments at short and long term which persisted six weeks after the icv injection. We also shown, a sustain astrogliosis and microgliosis, oxidative stress, apoptotics processes in the differents brain structure of interest.In a second part of this thesis, we characterized the time course impact of Ab25-35 on hypothalamo-pituitary-adrenal axis during the time. First, we demonstrated an the hyperactivity of the axis, which is characterized by modifications of hormonal concentration associated with modification of the expression and localization of glucocorticoids (GC) receptors. We also demonstrated Ab25-35 an anxious behavioural in animals. Nevertheless, the functionality of negative feedback is not modified. However, Ab25-35 injection modify the HPA axis reactivity after acute stress. In conclusions, we shown, in a pathomimetic model of AD that the Ab25-35 toxicity modifes the reactivity and the functionality of HPA axis, that could be partly involved in the pathophysiology of AD.MONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF

Effets anti-amnésiants et neuroprotecteurs de quelques dérivés aminotétrahydrofuranes, ligands mixtes sigma1/muscariniques, dans un modèle non-transgénique de la maladie d'Alzheimer

La maladie d'Alzheimer (MA) est une pathologie neurodégénérative pour laquelle, à l'heure actuelle, aucun traitement curatif ne peut être proposé aux patients. Les traitements actuels sont symptomatiques et n'ont qu'un effet ralentisseur modéré sur la progression de la pathologie. Il apparaît ainsi fondamental d'identifier de nouvelles voies de traitement pharmacologique, possédant notamment une activité neuroprotectrice efficace. Les candidats médicaments développés par Anavex Life Sciences présentent une affinité plus ou moins sélective pour le récepteur sigma1 qui est impliqué dans la modulation de multiples voies de signalisation cellulaire. Il est ainsi capable d'induire des effets anti-amnésiants et neuroprotecteurs dans de nombreux modèles pathologiques notamment le modèle non-transgénique de MA reposant sur l'injection centrale de peptide b25-35 amyloïde (Ab25-35) chez la souris. Nous avons caractérisé les effets anti-amnésiants et neuroprotecteurs de différents composés mixtes sigma1/muscarinique dans ce modèle validé et prédictif de la MA sur les différents paramètres histologiques, moléculaires et comportementaux de la toxicité amyloïde. Nos résultats ont montré que sur les six composés testés, les ANAVEX1-41 et ANAVEX2-73 bloquent l'amnésie induite par l'injection de peptide Ab25-35 via leur composante sigma1. Ils présentent une activité neuroprotectrice dans ce modèle pathomimétique de la MA en prévenant le stress oxydant, l'inflammation mais aussi la perte cellulaire induits par le peptide Ab25-35. Ces effets s'accompagnent du blocage de l'apparition des déficits comportementaux. En conclusion, les composés ANAVEX1-41 et ANAVEX2-73 présentent des intérêts évidents dans le traitement de la MA.Alzheimer disease (AD) is a neurodegenerative disorder for which there is no curative treatment. The treatments proposed to patients are purely symptomatic and have only transitory effect on the disease progression. It thus appears essential to identify new ways of pharmacological treatment, with particularly effective neuroprotective activity. The drug candidates developed by Anavex Life Sciences have different affinities for the sigma1 receptor involved in the modulation of multiple cellular pathways. The sigma1 receptor is able to induce antiamnesic and neuroprotective effects in many pathological models including non-transgenic model of AD based on central injection of b25-35 amyloid peptide (Ab25-35) in mice. Using this validated and predictive AD model, we have characterized the antiamnesic and neuroprotective effects of six mixed sigma1/muscarinic compounds on different amyloid toxicity parameters at the histological, molecular and behavioral levels. Our results showed that ANAVEX1-41 and ANAVEX2-73 compounds block the amnesia induced by injection of peptide Ab25-35 via their component sigma1. They have a neuroprotective activity in this pathomimetic model of AD by preventing the oxidative stress, inflammation but also the cell loss induced by the peptide Ab25-35. These effects are accompanied by blocking the onset of behavioral deficits. In conclusion, ANAVEX1-41 and ANAVEX2-73 are promising compounds for treatment of AD.MONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF

Caractérisation des effets de l'injection intracérébroventriculaire du peptide b-amyloïde [25-35] chez le rat mâle adulte (impact sur un système de neuroprotection endogène)

La maladie d'Alzheimer (MA) est une pathologie neurodégénérative caractérisée par la présence de plaques séniles majoritairement composées par la protéine b-amyloïde (Ab). Afin de caractériser les effets de la toxicité amyloïde, nous avons évalué l'impact au cours du temps d'une injection intracérébroventriculaire (icv) du peptide Ab25-35 agrégé sur des paramètres comportementaux, physiologiques et biochimiques chez le rat et sur un système neuroprotecteur endogène, le BDNF. Nous avons caractérisé 1, 2, 3 et 6 sem après l'injection icv d'Ab25-35, les effets sur la mémoire à court- et long-terme, sur les niveaux dans l'amygdale, le cortex frontal, l'hippocampe et l'hypothalamus du stress oxydant, des processus apoptotiques et du BDNF ainsi que ces récepteurs (TrkB et p75). Chez ces animaux, des études immunohistologiques sont également réalisées sur le système BDNF, la neuroinflammation, la neurogénèse et la perte cellulaire hippocampique. Cette étude montre que l'injection d'Ab25-35 induit des déficits mnésiques, un stress oxydant, de la mitochondrie et du réticulum endoplasmique et des processus apoptotiques. L'Ab25-35 a un impact sur le système cholinergique, l'intégrité hippocampique, la neurogénèse et la neuroinflammation. Les taux de corticostérone et le système BDNF sont également modifiés. L'injection icv d'Ab25-35 induit les signes neuropathologiques majeurs de la MA chez le rat et valide ce modèle d'injection comme un bon modèle non-transgénique de la MA. De plus, il semble qu'une partie des effets observés pourraient être le résultat d'une dérégulation du système BDNF dans certaines régions du cerveau.Alzheimer's disease is a neurodegenerative pathology characterized by the presence of senile plaques. The major component of senile plaques is an amyloid-ß protein (Ab). In this study, we assessed the time-course effects and regional changes observed after a single intracerebroventricular (icv) injection of aggregated Ab fragment [25-35] (Ab25-35; 10 g/rat), on physiological parameters (body weight, general activity and body temperature), behavioral responses (spatial short- and long-term memories), stress parameters (BDNF and CORT levels, oxidative, inflammation, neuroprotection, cellular) and on histological parameters (neuroinflammation, acetylcholine systems, hippocampus integrity, BDNF system). We shown that a single icv injection of Ab25-35 has a significant impact on short- and long-term memories, HPA axis activity, oxidative stress, brain level of a neuroprotective agent (BDNF) and its receptors (TrkB and p75), ER and mitochondrial stress, apoptotic processes, astrogliosis and microgliosis, cholinergic systems, hippocampus integrity and hippocampal neurogenesis. This study allows to realize the parallel existing between the effects induced by Ab25-35 icv injection and numerous relevant signs of the pathology observed in patients. It seems that effects observed could be due to differential regulation of BDNF system on cerebral regionsMONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF

Deregulation of hypothalamic-pituitary-adrenal axis functions in an Alzheimer's disease rat model

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Immobilization Stress Rapidly and Differentially Modulates BDNF and TrkB mRNA Expression in the Pituitary Gland of Adult Male Rats

International audienceBrain-derived neurotrophic factor (BDNF) is a neurotrophin involved in neuronal survival and plasticity that binds to high-affinity receptors named TrkB. In the central nervous system, brain insults, including stress, induce modifications in BDNF messenger RNA (mRNA) expression. The present study attempted to determine in the adult rat pituitary, a peripheral structure relevant for the stress response: (1) whether BDNF and TrkB mRNA expression is influenced by different durations (15, 30, 60, 180 and 300 min) of single immobilization stress; (2) the expression of BDNF transcripts containing the different exons and their possible variations after stress exposure. Plasma corticotropin (ACTH) and corticosterone concentrations were strongly and significantly increased as early as 5 min after the stress stimulus. Using RNAse protection assay and in situ hybridization, a rapid increase in BDNF mRNA occurred at 15 min. This was accompanied by an increase in BDNF protein at 60 min, and by a rapid and significant decrease in TrkB mRNA expression observed at 15 and 30 min after stress application. RT-PCR analysis of BNDF transcripts showed strong basal expression of exons III and IV, whereas transcripts containing exons I and II seemed weakly expressed. After stress application, transcripts containing exons III and IV were rapidly and significantly increased at 30 min, whereas transcripts containing exons I and II remained unchanged. These results show that pituitary BDNF transcripts expression is differentially affected by immobilization stress

Alzheimer's Disease Related Markers, Cellular Toxicity and Behavioral Deficits Induced Six Weeks after Oligomeric Amyloid-β Peptide Injection in Rats

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Involvement of Central Histamine in the Early Phase of ACTH and Corticosterone Responses to Endotoxin in Rats

International audienceThe involvement of histaminergic transmission in the rapid and sustained plasma ACTH and corticosterone (CORT) responses induced in conscious rats by intra-arterial infusions of 25 micrograms.kg-1 Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS) was investigated. LPS challenge produced a rapid and transient increase (+ 62%) in the amount of histamine (HA) in the median eminence 15 min after LPS administration, which contrasted with constant concentrations of plasma HA throughout the entire study (up to 480 min). Blockade of histaminergic receptors by intra-arterial pretreatment with H1 or H2 antagonists (mepyramine, 1 mg/rat, and cimetidine, 2 mg/rat), administered separately, did not affect either ACTH or CORT responses to LPS. Pretreatment with the same doses of the two antagonists in combination very significantly but transiently impaired the earliest phase (30 min) of the ACTH and CORT responses, without any apparent effect on the late phase of these responses. Pretreatment of the animals with an H3-receptor agonist (R alpha-methylhistamine dihydrochloride, 1 mg/rat) similarly blunted the early corticotropic responses to LPS, and also slightly depressed the long-lasting CORT response. These findings support the view that activated central HA transmission may be a key intermediate mechanism triggering the CRH41-ACTH-CORT responses to LPS, in addition to the previously demonstrated activating role of catecholaminergic afferences to the CRH41 neurons during this early complex phase of corticotropic response to LPS

Time-Course and Regional Analyses of the Physiopathological Changes Induced after Cerebral Injection of an Amyloid β Fragment in Rats

Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative pathology characterized by the presence of senile plaques and neurofibrillary tangles, accompanied by synaptic and neuronal loss. The major component of senile plaques is an amyloid β protein (Aβ) formed by pathological processing of the Aβ precursor protein. We assessed the time-course and regional effects of a single intracerebroventricular injection of aggregated Aβ fragment 25–35 (Aβ25-35) in rats. Using a combined biochemical, behavioral, and morphological approach, we analyzed the peptide effects after 1, 2, and 3 weeks in the hippocampus, cortex, amygdala, and hypothalamus. The scrambled Aβ25-35 peptide was used as negative control. The aggregated forms of Aβ peptides were first characterized using electron microscopy, infrared spectroscopy, and Congo Red staining. Intracerebroventricular injection of Aβ25-35 decreased body weight, induced short- and long-term memory impairments, increased endocrine stress, cerebral oxidative and cellular stress, neuroinflammation, and neuroprotective reactions, and modified endogenous amyloid processing, with specific time-course and regional responses. Moreover, Aβ25-35, the presence of which was shown in the different brain structures and over 3 weeks, provoked a rapid glial activation, acetylcholine homeostasis perturbation, and hippocampal morphological alterations. In conclusion, the acute intracerebroventricular Aβ25-35 injection induced substantial central modifications in rats, highly reminiscent of the human physiopathology, that could contribute to physiological and cognitive deficits observed in AD

Cholinergic system.

<p>Effects of oAβ_25–35 (10 µg/rat) icv injection on VAChT immunolabelling within the nucleus basalis of Meynert (A), mediobasal hypothalamus (B), parietal cortex (C) and hippocampus (D) determined in control untreated rats and 6 weeks after Aβ_25–35 injection. In (B): 3v: third ventricle. In (C): levels I to V cortical layers are indicated. In (D): brackets show the hippocampus granular cell layer. cc: corpus callosum. Scale bars  = 100 µm. Variations in VAChT levels in the hypothalamus (B) and hippocampus (D), determined in rats by western blot 6 weeks after icv injection of scrambled Aβ_25–35 peptide (10 µg/rat; negative control) or oAβ_25–35 (10 µg/rat). VAChT (70 kDa) variations were normalized with β-tubulin (β-tub, 55 kDa) variations and compared with untreated rats (control group: C). The results are expressed as means ± SEM. *p<0.05 and **p<0.01 <i>vs</i>. control group, +p<0.05 and ++p<0.01 <i>vs</i>. scrambled treated rats. The number of animals in each group is indicated within the columns.</p