Letteratura scientifica selezionata sul tema "Transporteurs vésiculaires de l'acétylcholine"

Le striatum est une structure majeure du système nerveux central. Il est impliqué dans de nombreux processus physiologiques tels que l'action dirigée vers un but, l'apprentissage ou encore la locomotion mais également dans de nombreuses pathologies telles que la maladie de Parkinson, l'addiction ou encore les troubles du comportement alimentaire.Au sein du striatum on retrouve une population neuronale particulière : les Interneurones Cholinergiques (ICS). Bien que ne représentant qu'un pour-cent des neurones striataux, les interneurones cholinergiques constituent la source principale d'acétylcholine au sein de cette région. De plus, ils présentent la particularité d'exprimer à la fois le transporteur vésiculaire d'acétylcholine (VAChT) et le transporteur vésiculaire de glutamate (VGLUT3), et donc de libérer ces deux neurotransmetteurs. Or l'acétylcholine et le glutamate ont des effets opposés sur la libération de dopamine. Par ailleurs, il a récemment été démontré que l'acétylcholine et le glutamate, libérés par les ICS, ont des implications distinctes dans la régulation du comportement guidé par la récompense et de l'alimentation mal adaptée. En effet, l'absence de signal glutamatergique par les ICS favorise les comportements dirigés vers un but et n'a aucun impact sur le comportement alimentaire. En revanche, l'absence du signal cholinergique facilite les habitudes et l'alimentation mal adaptée. Cette co-transmission acétylcholine/glutamate suggère ainsi un niveau sophistiqué de régulation des fonctions striatales. Pour autant, les caractéristiques morphologiques et fonctionnelles de cette co-transmission ne sont pas encore comprises. La théorie de la synergie vésiculaire plaide en faveur d'une colibération et donc d'une population unique de vésicules exprimant à la fois VAChT et VGLUT3. A l'inverse, des données obtenues dans le noyau interpédonculaire suggèrent une libération différentielle d'acétylcholine et de glutamate depuis l'habénula médiale et donc des populations séparées de vésicules. Dans le cadre de mon travail de thèse, je me suis attachée dans un premier temps à caractériser et distinguer d'un point de vue morphologique les différentes sous-populations de vésicules au sein des interneurones cholinergiques. Nous avons montré grâce à la microscopie de déplétion par émission stimulée (STED) et une analyse des distances avec le voisin le plus proche que 34 % des vésicules synaptiques cholinergiques présentent à la fois VAChT et VGLUT3. De plus, 40 % des vésicules synaptiques des interneurones cholinergiques expriment uniquement VAChT, tandis que 26 % n'expriment que VGLUT3. Ces résultats obtenus ouvrent la voie à de possibles implications fonctionnelles : les ICS pourraient libérer simultanément mais également différentiellement l'acétylcholine et le glutamate. Il est donc nécessaire de pouvoir suivre la libération de glutamate. Afin d'étudier la transmission glutamatergique, j'ai donc poursuivi la caractérisation de Faux Neurotransmetteurs Fluorescents du glutamate. Enfin, il apparait crucial de disposer d'outils permettant non seulement de suivre la libération de glutamate mais également de la moduler afin de mieux comprendre son rôle dans divers systèmes. J'ai donc mis en place à cet effet une stratégie multidisciplinaire d'identification de ligands VGLUT par approche in silico pour identifier un large nombre de molécules candidates, puis criblage sur le modèle drosophile afin d'identifier les meilleurs ligands qui sont ensuite testés sur un modèle murin
The striatum is a major structure of the central nervous system, involved in various physiological processes such as goal-directed action, learning, locomotion, as well as in numerous pathologies including Parkinson's disease, addiction, and eating disorders.Inside the striatum, there is a specific group of neurons known as Cholinergic Interneurons. Despite representing only one percent of striatal neurons, cholinergic interneurons constitute the primary source of acetylcholine within this region. Furthermore, they express both the vesicular acetylcholine transporter (VAChT) and the vesicular glutamate transporter 3 (VGLUT3), thus releasing both neurotransmitters. Acetylcholine and glutamate have opposing effects on dopamine release. Interestingly, acetylcholine and glutamate, released from CINs, were recently shown to have distinct implication in the regulation of reward-guided behavior and maladaptive eatingIndeed, silencing glutamate signaling by CINs favors goal-directed behaviors and has no impact on eating behavior. In contrast, silencing ACh facilitates habits and maladaptive eating suggesting a sophisticated level of regulation of striatal functions through this acetylcholine/glutamate co-transmission.However, the morphological and functional characteristics of this co-transmission are not yet fully understood. The vesicular synergy theory argues for co-release, indicating a single population of vesicles expressing both VAChT and VGLUT3. Conversely, data from the interpeduncular nucleus suggest a differential release of acetylcholine and glutamate from the medial habenula, indicating separate populations of vesicles. In the context of my thesis work, I first aimed to characterize and distinguish morphologically the different subpopulations of vesicles within cholinergic interneurons. Using Stimulated Emission Depletion (STED) microscopy and nearest neighbor analysis, we showed that 34% of cholinergic synaptic vesicles express both VAChT and VGLUT3. Additionally, 40% of synaptic vesicles of cholinergic interneurons exclusively express VAChT, while 26% express only VGLUT3. These results pave the way for possible functional implications: ICS could simultaneously but also differentially release acetylcholine and glutamate. Thus, to study glutamatergic transmission, I further characterized Fluorescent False Neurotransmitters for glutamate. Lastly, it is crucial to have tools not only to monitor glutamate release but also to modulate it to better understand its role in various systems. Therefore, I implemented a multidisciplinary strategy for identifying VGLUT ligands using an in silico approach to identify a large number of candidate molecules, followed by screening in a Drosophila model to identify the best ligands, which are then tested in a murine model

Les transporteurs vésiculaires du glutamate, VGLUT1, -2 et -3, sont des protéines présentes à la membrane des vésicules synaptiques des neurones glutamatergiques. Ils sont responsables de l'accumulation du neuromédiateur dans les vésicules. VGLUT1 et VGLUT2 sont les sous-types majoritaires dans le cerveau et couvrent la totalité des neurones glutamatergiques avec des profils d'expression complémentaires. VGLUT3 est exprimé de façon plus discrète dans des populations de neurones contenant d'autres neuromédiateurs. Au cours de cette thèse, j'ai participé à la description détaillée de la localisation de VGLUT3 dans le cerveau adulte de rat, ainsi qu'à l'étude de l'ontogenèse des trois sous-types. J'ai également réalisé un crible double-hybride avec une partie cytoplasmique de VGLUT1 à la recherche de différences fonctionnelles entre les trois sous-types. J'ai ainsi caractérisé l'interaction entre VGLUT1 et l'endophiline, une protéine impliquée dans l'endocytose des vésicules synaptiques. Cette interaction suggère un lien fonctionnel entre l'accumulation de neuromédiateur et le recyclage des vésicules synaptiques dans la terminaison nerveuse
The vesicular glutamate transporters, VGLUT1, -2 and -3, are proteins present at the membrane of synaptic vesicles in glutamatergic neurons. They are responsible for the accumulation of neurotransmitter into the vesicles. VGLUT1 and VGLUT2 are the majoritary subtypes in the brain and their expression covers all known glutamatergic neurons with complementary expression patterns. VGLUT3 is expressed in a more discrete fashion in neuron populations which were not previously thought to be glutamatergic. During this thesis, I contributed to the detailled description of the localisation of VGLUT3 in the adult rat brain, as well as the ontogenic study of all three subtypes. I also carried out a yeast two-hybrid screen in order to search for putative functionnal differences between the subtypes. Thus, I characterised an interaction between VGLUT1 and endophilin, a protein involved in the endocytosis of synaptic vesicles. This interaction suggests a functional link between the loading in neurotransmitter and the recycling of synaptic vesicles in the nerve terminal

Un des premiers aspects de la maladie d'Alzheimer est le dysfonctionnement du système cholinergique central induisant la mort des neurones cholinergiques ce qui entraîne une diminution de la densité du transporteur vésiculaire de l'acétylcholine (VAChT), localisé dans ces neurones. La quantification de la densité de ce transporteur permettrait donc d'aider au diagnostique précoce ainsi qu'au suivi thérapeutique de cette maladie. Dans cet objectif, nous nous sommes proposés de développer des traceurs spécifiques à ce transporteur. Ce développpement repose sur le choix d'une structure chimique susceptible de posséder une forteaffinité et sélectivité pour le VAChT. A partir d'une recherche bibliographique, la famille du vésamicol a été retenue. Nous avons choisicertains composés intéressants dans cette famille (l'iodobenzovésamicol ou IBVM, le trozamicol et le prézamicol) dont nous avons modifié la structure à certains endroits qui nous paraissaient compatiblees avec la reconnaissance du site de liaison par le VAChT afin d'obtenir un médicament radiopharmaceutique utilisable en TEMP. Nous avons synthétisé 30 analogues du vézamicol. Tous les produits ont été testés in vitro pour leurs affinités. Quatre composés ont été sélectionnés pour un radiomarquage à l'iode-125, suivi par une validation biologique (ex vivo) plus approfondie
One of the first aspect of Alzheimer disease is the dysfunction of the central cholinergic system, inducing the death of cholinergic neurons which involves a reduction in the density of the vesicular acetylcholine transporters (VAChT) localised in these neurons. The quantification of the density of the transporter makes it possible to help with early diagnosis as well as with the therapeutic follow-up of this desease. With this objective, we proposed to develop specific tracers to this transporter. This development rests on the choice of a chemical structure likely to have a strong affinity and selectivity for VAChT. From a literature search, the vesamicol family was chosen to develop our tracers. We chose some interesting compounds in this family (iodobenzovesamicol or IBVM, trozamicol and prezamicol) of which we modified the sturcture at certain places which appeared compatible to us with the recognition of the site of connection with the vacht in order to obtain a radiopharmaceutical usable in SPECT. We synthesized 30 analogues of vesamicol. All products were tested in vitro for their affinities for VAChT. Four compounds was selected for radiolabelling with iodine-125 followed by a biological validation (ex vivo)

Le glutamate est le neurotransmetteur excitateur majeur du système nerveux central (SNC). Nombreuses données suggèrent l'implication du glutamate dans différentes maladies neurologiques ou psychiatriques. Cependant, malgré son rôle majeur, la recherche sur la neurotransmission glutamatergique a été longtemps ralentie par l'absence de marqueurs spécifiques de ces neurones. VGLUTs sont des marqueurs absolument spécifiques de la transmission glutamatergique. Cette étude a démontré des perturbations majeures de VGLUT1 et VGLUT2 au cortex préfrontal des patients atteinte de la maladie de parkinsons et d'Alzheimer ainsi que au striatum des sujets parkinsoniens. Si on souhaite restaurer les fonctions motrices et cognitives chez ces patients, ces données devront être prises en compte pour les traitements futurs de ces deux maladies.