Le GABA est le principal neurotransmetteur inhibiteur du SNC et est impliqué dans le développement du cerveau, la plasticité synaptique et la pathogénèse de maladies telles que l’épilepsie, les troubles de l’anxiété et la douleur chronique. Le modèle actuel de fonctionnement du récepteur GABA-B implique l’hétérodimérisation GABA-B1/B2, laquelle est requise au ciblage à la surface membranaire et au couplage des effecteurs. Il y est cependant des régions du cerveau, des types cellulaires et des périodes du développement cérébral où la sous-unité GABA-B1 est exprimée en plus grande quantité que GABA-B2, ce qui suggère qu’elle puisse être fonctionnelle seule ou en association avec des partenaires inconnus, à la surface cellulaire ou sur la membrane réticulaire. Dans le cadre de cette thèse, nous montrons la capacité des récepteurs GABA-B1 endogènes à activer la voie MAPK-ERK1/2 dans la lignée dérivée de la glie DI-TNC1, qui n’exprime pas GABA-B2. Les mécanismes qui sous-tendent ce couplage demeurent mal définis mais dépendent de Gi/o et PKC. L’immunohistochimie de récepteurs endogènes montre par ailleurs que des anticorps GABA-B1 dirigés contre la partie N-terminale reconnaissent des protéines localisées au RE tandis des anticorps C-terminaux (CT) marquent une protéine intranucléaire. Ces données suggèrent que le domaine CT de GABA-B1 pourrait être relâché par protéolyse. L’intensité des fragments potentiels est affectée par le traitement agoniste tant en immunohistochimie qu’en immunobuvardage de type western. Nous avons ensuite examiné la régulation du clivage par le protéasome en traitant les cellules avec l’inhibiteur epoxomicine pendant 12 h. Cela a résulté en l’augmentation du marquage intranucléaire de GABA-B1-CT et d’un interacteur connu, le facteur de transcription pro-survie ATF-4. Dans des cellules surexprimant GABA-B1-CT, l’induction et la translocation nucléaire d’ATF-4, qui suit le traitement epoxomicine, a complètement été abolie. Cette observation est associée à une forte diminution du décompte cellulaire. Étant donné que les trois derniers résidus de GABA-B1-CT (LYK) codent un ligand pseudo-PDZ et que les protéines à domaines PDZ sont impliquées dans la régulation du ciblage nucléaire et de la stabilité de protéines, en complément de leur rôle d’échaffaud à la surface cellulaire, nous avons muté les trois derniers résidus de GABA-B1-CT en alanines. Cette mutation a complètement annulé les effets de GABA-B1-CT sur l’induction d’ATF-4 et le décompte cellulaire. Cette deuxième série d’expériences suggère l’existence possible de fragments GABA-B1 intranucléaires régulés par le traitement agoniste et le protéasome dans les cellules DI-TNC1. Cette régulation d’ATF-4 dépend des résidus LYK de GABA-B1-CT, qui modulent la stabilité de GABA-B1-CT et favorisent peut-être la formation d’un complexe multiprotéique incluant GABA-B1-CT, ATF-4, de même qu’une protéine d’échaffaudage inconnue. En somme, nous démontrons que les sous-unités GABA-B1 localisées au RE, lorsque non-hétérodimérisées avec GABA-B2, demeurent capables de moduler les voies de signalisation de la prolifération, la différentiation et de la survie cellulaire, via le couplage de protéines G et possiblement la protéolyse régulée. Les mécanismes de signalisation proposés pourraient servir de nouvelle plate-forme dans la compréhension des actions retardées résultant de l’activation des récepteurs 7-TMs. / GABA is the principal inhibitory neurotransmitter in the CNS and is implicated in brain development, synaptic plasticity and the pathogenesis of diseases such as epilepsy, anxiety disorders and chronic pain. In the current model of GABA-B function, there is a requirement for GABA-B1/B2 dimerization for targetting to the cell surface and effector coupling. However, there are certain brain regions (putamen), cell types (glial cells) and times during brain development where GABA-B1 is expressed in higher amounts than GABA-B2, suggesting that GABA-B1 might be functional alone or in association with unidentified partners, either at the cell surface or on the ER membranes. In this thesis, we first show the capacity of endogenous GABA-B1 receptors to activate the MAPK-ERK1/2 pathway in the DI-TNC1 glial-derived cell line which does not express GABA-B2. The underlying mechanisms remain incompletely defined but depend on Gi/o and PKC. Immunohistochemistry of endogenous receptors shows that GABA-B1 N-terminal antibodies recognize ER-localized proteins and that C-terminal (CT) antibody shows intranuclear distribution. This data suggests that fragments of the GABA-B1 receptor are generated by proteolysis and indeed we show that agonist treatment affects the intensity of certain C-terminal GABA-B1 fragments both in immunohistochemistry and western blots suggesting that the GABA-B1 receptor is subjected to regulated proteolysis. Since a 13-residue potential PEST sequence was localized immediately distal to the ER retention motif in the GABA-B1 CT, we examined proteasome regulation of the cleavage event. Following a 12h treatment with the proteasome inhibitor, epoxomicin, we detected increases in intranuclear staining for both GABA-B1 and a known interactor, the pro-survival transcription factor ATF-4, using confocal microscopy and by western blotting of nuclear extracts. These increases are due either to proteasome inhibition or activation of the ER stress pathway. In cells overexpressing GABA-B1-CT, ATF-4 induction and nuclear translocation, which normally follows epoxomicin treatment, was completely abolished. This observation was associated to a strong decrease in cell number. Since the last three residues of GABA-B1-CT (LYK) encode a pseudo-PDZ ligand and that PDZ domain protein regulate nuclear targeting and protein stability, in complement to their role in scaffolding at the cell surface, we mutated the last three residues of GABA-B1-CT to alanines. This mutation completely reversed the effect of GABA-B1-CT on ATF-4 induction and on cell number. This second set of data suggests the existence of agonist and proteasome-regulated intranuclear GABA-B1 fragments in DI-TNC1 cells. Further, the GABA-B1-CT pseudo-PDZ ligand appears to be critically important in regulating ATF-4 induction by modulating GABA-B1-CT stability and perhaps by favoring the formation of a multiprotein complex with ATF-4, ATF-4 interactors and an unknown scaffolding protein. Overall, we show that ER-localised GABA-B1 subunits, when not dimerized with GABA-B2, can still modulate proliferation, differentiation and survival pathways, both through G-protein coupling and regulated proteolysis. The signalling mechanisms which we propose could serve as a new platform in understanding the long term effects of 7-TM receptor activation.

A moxidectina é uma droga antiparasitária, do grupo das milbemicinas, utilizada em animais domésticos. Em mamíferos seu mecanismo de ação envolve o GABA, neurotansmissor que tem um papel relevante na regulação do comportamento sexual. Assim, o presente trabalho estudou os efeitos da moxidectina no comportamento sexual de ratos machos. Uma vez que alterações na função motora podem interferir na manifestação deste comportamento, avaliou-se, inicialmente, a atividade geral no campo aberto e a coordenação motora na trave elevada, e posteriormente, o comportamento sexual de ratos inexperientes e experientes. A avaliação da atividade geral dos ratos observados no campo aberto mostrou que, mesmo em altas doses (2,0 e 20,0mg/kg), a moxidectina não altera o comportamento de ratos no campo aberto. Esta droga, porém, prejudicou a coordenação motora dos animais avaliados na trave elevada, sendo este efeito atribuído, ao menos em parte, à ação da moxidectina em receptores GABAérgicos. Os resultados obtidos na avaliação do comportamento sexual de ratos inexperientes mostraram redução da motivação sexual dos animais que receberam 0,2mg/kg de moxidectina e foram observados 24 ou 72horas depois. Nenhuma alteração significante foi observada nos diferentes parâmetros do comportamento sexual dos ratos experientes, indicando que a experiência sexual pode reverter os efeitos desta droga. Estes resultados mostraram que a moxidectina prejudicou o comportamento sexual de ratos machos inexperientes e a coordenação motora, efeitos estes atribuídos a uma ação central desta droga em receptores GABAA. / The moxidectin is an antiparasitic drug that is used in domestic animals. It is a semi-synthetic milbemycin. Its mechanism of action, in mammals, involves GABA, neurotransmiter that has an important role in the regulation of the sexual behavior. Thus, the present work studied the effects of the moxidectin in male rats sexual behavior. Due to the fact that alterations in the motor function can interfere in the expression of this behavior, it was evaluated, initially, the general activity in the open field and the motor coordination at wooden dowel, and later, the sexual behavior of naïve and experienced rats. The evaluation of the general activity of the rat observed in the open field showed that, even in high doses (2.0 and 20.0 mg/kg), the moxidectin do not alter the behavior of the rats in open field. However, this drug was able to impair the motor coordination of the animals at the wooden dowel. As a matter of fact, this effect is due, at least part of it, to the action of the moxidectin in GABAergics receptors. The results achieved in the evaluation of naïve male rats’ sexual behavior showed reduction of the sexual motivation of the animals that received 0.2 mg/kg of moxidectin and were observed after 24 or 72 hours later. No significant alteration was detected in the various parameters of the experienced rats’ sexual behavior, indicating that the sexual experience could revert the effects of this drug. The moxidectin impair the sexual behavior of naive male rats and the motor coordination, and the reasons that caused these effects were attributed to a central action of the moxidectin at GABAA receptors.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 409596.pdf: 723209 bytes, checksum: caf0c117dfa3ea5f2b501cc60cc59052 (MD5) Previous issue date: 2008-10-14 / Introdu??o: A mem?ria ? aquisi??o, consolida??o e evoca??o de informa??es. Envolve sempre um componente emocional, que se acrescenta ?s informa??es de ?ndole cognitiva. Quando a mem?ria ? conseq??ncia de uma situa??o estressante e traum?tica, envolve emo??es dessa ?ndole e se estabelece atrav?s da am?dala e do hipocampo, sendo mais resistentes ? extin??o e ao esquecimento. A ansiedade e o estresse influenciam a fase inicial da consolida??o da mem?ria, atrav?s de v?rias vias modulat?rias, cujo efeito se incorpora ao restante do conte?do de cada mem?ria. No caso de estresse particularmente intenso, h? tend?ncia ? evoca??o reiterada da mem?ria traum?tica, provocando uma esquiva persistente a qualquer est?mulo que seja associado ? mesma. O TOP ? um medicamento eficaz na epilepsia, que tem entre seus efeitos colaterais, que s?o concentra??o dependente, a diminui??o da mem?ria de trabalho e da flu?ncia verbal, provocando confus?o e torpor. Materiais, m?todos e hip?teses avaliadas: Foi avaliada a a??o do TOP (10mg/kg) na consolida??o e extin??o da mem?ria de longa dura??o em 84 ratos Wistar, divididos em 6 grupos caso e um grupo controle. A a??o do TOP sobre a consolida??o foi avaliada por sua administra??o imediatamente ap?s, ou 3 horas ap?s o treino. Na avalia??o da extin??o, o TOP foi administrado por 14 dias antes, ou 5 dias durante a extin??o. Em todos os experimentos os animais iniciaram os testes 15 dias ap?s o treino. O treino consistiu em medir o tempo de lat?ncia para descer da plataforma no paradigma de esquiva inibit?ria, momento em que receberam um choque de 1 mA por 2 segundos. A a??o do TOP sobre a consolida??o e extin??o foi avaliada em testes repetidos, sem o choque, em que se mediu a lat?ncia de descida da plataforma nos tempos T1 a T5 e no teste final T6, 48 horas ap?s. Foi realizada tamb?m uma contra prova para avaliar se havia a??o direta do TOP na perda da mem?ria quando administrado por 5 dias sem passar pelo procedimento de extin??o. Resultados: O TOP administrado p?s-treino interferiu com a consolida??o da mem?ria. O resultado foi mais eficaz quando administrado 3 h ap?s o treino. O TOP n?o induziu a extin??o da mem?ria quando administrado antes da extin??o por 14 dias, por?m a facilitou quando administrado por 5 dias durante a mesma. O TOP administrado por uma semana, sem passar pelo procedimento de extin??o, n?o provocou a perda da mem?ria. Sugest?o: O TOP talvez possa ser um medicamento que auxilie pacientes com estresse p?s-traum?tico, assim como aqueles considerados borderline, que apresentam um comportamento autodestrutivo relacionado a traumas na inf?ncia.

Abstract not available

http://www.pharmacol.usyd.edu.au/thesis This thesis is primarily concerned with a class of chemical compounds known as pyridazinediones, being 6-membered aromatic rings containing two adjacent nitrogen atoms (pyridazine), doubly substituted with oxygen. In particular, the work focuses on pyridazine-3,6-diones, derivatives of maleic hydrazide (1). Understanding of the chemistry of these compounds is extended, using theoretical and synthetic techniques. This thesis is also concerned with two very important classes of receptors which bind amino acids in the brain: firstly, the inhibitory GABA receptor, which binds g-aminobutyric acid (GABA) (2) in vivo, and for which muscimol (3) is an agonist of the GABAA subclass; secondly, Excitatory Amino Acid (EAA) receptors, which bind glutamate (4) in vivo, and in particular the AMPA subclass, for which (S)-2-amino-3-(3-hydroxy-5-methylisoxazol-4-yl)propionic acid (AMPA) (5) is an agonist. The connection between pyridazinediones and amino acid receptors is the design, synthesis, and evaluation of structures based on pyridazinediones as potential GABA and EAA receptor ligands. Techniques of theoretical chemistry, molecular modelling, synthetic chemistry, and in vitro pharmacology are used to explore pyridazine-3,6-dione derivatives as ligands.

Les récepteurs ionotropes du GABA (GABARs) sont inhibés par des insecticides tels que les phénylpyrazoles (fipronil). Deux facteurs susceptibles de modifier leur sensibilité au fipronil ont été examinés : 1) l'édition de l'ARNm d'une sous-unité de GABAR (RDL) et 2) la phosphorylation par la PKC. La sous-unité RDL de drosophile présente des mutations (A301êS/G et/ou T350êM) induisant une résistance aux insecticides, ainsi que des sites d'édition dont un dans le domaine N-terminal (R122êG). Les effets fonctionnels de l'édition R122êG ont été testés par expression de divers isoformes de la sous-unité RDL (mutés ou non, édités ou non) dans des ovocytes de xénope. Les résultats montrent que l'édition R122êG entraîne une réduction de la sensibilité des récepteurs RDL au GABA et au fipronil. Deux types de récepteurs (GABAR1 et GABAR2) sont exprimés à la surface des neurones DUM isolés de Periplaneta americana, les GABAR2 étant régulés positivement par la CaMKII. Ce modèle cellulaire a été utilisé pour étudier, par la technique du patch-clamp, la régulation des GABARs par la PKC et ses conséquences sur les effets du fipronil. Les GABAR2 apparaissent plus sensibles à l'inhibition par des PKC que les GABAR1, et la potentialisation de l'activité des GABAR2 par la CaMKII s'exerce via l'inhibition d'une PKC. Les GABAR2 étant plus sensibles au fipronil que les GABAR1, leur blocage sélectif par une PKC entraîne une réduction importante de l'inhibition exercée par le fipronil. Le clonage de la sous-unité RDL dans la chaîne nerveuse de la blatte et dans les neurones DUM révèle la présence de sites potentiels de phosphorylation par la PKC et la CaMKII ainsi que l'existence de deux variants différant par vingt résidus dans la boucle M3-M4.

Les neurones noradrénergiques (NA) du locus coeruleus (LC) et sérotoninergiques (5-HT) du noyau du raphé dorsal (NRD) sont fortement impliqués dans la régulation des états d'éveil et de sommeils. Ces neurones ont, au cours de l'éveil, une activité spontanée tonique régulière qui diminue progressivement au cours du sommeil lent (SL) et cesse au cours du sommeil paradoxal (SP) (neurones "SP-OFF"). La diminution puis l'arrêt d'activité des neurones NA et 5-HT seraient une condition nécessaire à l'endormissement et à la survenue du SP. Les mécanismes à l'origine de cette modulation d'activité des neurones NA et 5-HT au cours du cycle veille-sommeil demeurent toutefois inexpliqués.<br /><br />Sur la base de données anatomiques et électrophysiologiques, il a été suggéré que la diminution puis la cessation d'activité des neurones NA du LC et 5-HT du NRD au cours du SL et du SP seraient dues (1) à une dé-activation consécutive à l'arrêt d'entrées synaptiques excitatrices, (2) à des mécanismes d'auto-inhibition, (3) à une action inhibitrice de l'adénosine, (4) à la mise en jeu d'afférences GABAergiques et/ou glycinergiques. <br />Afin de tester ces différentes hypothèses nous avons développé une approche électrophysio-logique et micropharmacologique sur un nouveau modèle expérimental de rat non anesthésié en contention stéréotaxique. Cette technique, non stressante, nous a permis de réaliser l'enregistrement extracellulaire unitaire des neurones NA et 5-HT au cours du cycle veille-sommeil, couplé à la micro-iontophorèse d'agonistes et d'antagonistes des différents neurotransmetteurs.<br /><br />Les résultats obtenus soutiennent l'hypothèse selon laquelle l'activité tonique des neurones NA du LC au cours de l'éveil serait sous la dépendance de leurs propriétés intrinsèques. L'activité des neurones 5-HT du NRD, en revanche, dépendrait au moins en partie de l'influence excitatrice des neurones NA. <br />Nous avons déterminé également que le GABA et la glycine exercent une influence inhibitrice tonique sur les neurones NA et 5-HT tout au long du cycle veille-sommeil. Nos résultats suggèrent en outre que le tonus inhibiteur glycinergique serait constant alors que le tonus GABAergique augmenterait progressivement au cours du SL et serait maximum au cours du SP. Le GABA serait ainsi le neurotransmetteur responsable de l'inactivation des neurones NA du LC et 5-HT du NRD nécessaire à l'endormissement et à la survenue au SP.<br /><br />Ces données soutiennent l'hypothèse selon laquelle deux populations de neurones GABAergiques seraient impliquées dans l'inactivation des neurones NA et 5-HT au cours du sommeil. L'une, localisée dans l'aire préoptique latérale et ventrolatérale serait mise en jeu au cours du SL, la seconde, localisée dans la substance grise péri-aqueducale, serait mise en jeu au cours du SP.

Dans le système nerveux central, le principal effecteur de la voie de transduction de l'AMPc<br />est la protéine kinase activée par l'AMPc (PKA). L'activation de la PKA est impliquée dans de<br />nombreux processus comme la modulation de l'excitabilité neuronale par phosphorylation de<br />canaux ioniques, de l'homéostasie cellulaire par phosphorylation de cibles cytosoliques et de la<br />régulation génique par phosphorylation de facteurs de transcription. La régulation de l'activité de la<br />PKA ainsi que son activation spatiale et temporelle sont des paramètres indispensables à la<br />compréhension des mécanismes cellulaires à l'origine des effets de cette voie de seconds messagers.<br />Faute d'approches méthodologiques adaptées, très peu d'études se sont intéressées à la dynamique<br />spatiale et temporelle, à la spécificité et à la régulation de l'activité de la PKA dans les neurones.<br />Grâce aux sondes fluorescentes codées génétiquement, il est possible maintenant d'avoir<br />accès à ces paramètres. A l'aide d'un vecteur viral, nous avons fait exprimer une sonde sensible à<br />l'activité PKA (sonde AKAR pour A-kinase activity reporter) dans des préparations de neurones en<br />tranches. Cette sonde utilise le principe du transfert d'énergie par résonance (FRET) et permet de<br />mesurer par imagerie ratiométrique l'activité kinase de la PKA. Nous avons montré que la sonde<br />AKAR2, exprimée dans les neurones, modifie son spectre d'émission en réponse à une stimulation<br />de la voie AMPc. L'utilisation d'une sonde mutante, dont le site de phosphorylation a été modifié,<br />démontre que les changements observés dans le spectre d'émission de la sonde AKAR2 sont bien<br />attribuables à une phosphorylation.<br />Dans une première partie, nous avons étudié la phosphorylation de protéines cibles de la<br />PKA dans différents compartiments subcellulaires en réponse à différentes stimulations<br />extracellulaires. La phosphorylation de la sonde AKAR2, nous a permis de suivre en temps réel<br />l'activité de la PKA dans le cytosol. Afin de mesurer l'activité de la PKA dans le noyau, nous avons<br />adressé la sonde AKAR2 en utilisant un signal de localisation nucléaire (NLS). Enfin, la mesure de<br />l'activité de la PKA à la membrane a été réalisée grâce à l'étude de la phosphorylation des canaux<br />responsables du courant de l'AHP lente (IsAHP). Nous avons montré que la phosphorylation des<br />canaux ioniques est plus rapide que la phosphorylation des cibles cytosoliques, elles-mêmes plus<br />rapide que la phosphorylation des protéines nucléaires. De plus, nous avons montré que l'activité de<br />la PKA stimulée par l'activation de récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) est différente de<br />l'activation directe des adénylyl cyclases (AC). En effet, l'activation de la PKA résultant de la<br />stimulation des RCPG produit des amplitudes de phosphorylation plus faible de la sonde AKAR2<br />dans le cytosol et le noyau.<br />Dans une deuxième partie, nous avons étudié le rôle des phosphodiestérases de type 4<br />(PDE4) dans la régulation des réponses β-adrénergiques. L'inhibition des PDE4 produit une<br />activation de la PKA dans les neurones traduisant ainsi une activité tonique des AC. Nous montrons<br />également que l'inhibition des PDE4 permet de potentialiser l'activité de la PKA en réponse à de<br />faibles concentrations d'agonistes β adrénergiques. Cette famille de PDEs, en dégradant l'AMPc,<br />participe donc à la régulation et la propagation des signaux PKA dans les neurones.<br />Enfin, au cours de ma thèse, je me suis également intéressé au γ-hydroxybutyrate (GHB)<br />composé qui est utilisé pour soigner certains troubles du sommeil et provoque chez le rat<br />l'apparition de signes comportementaux et de tracés encéphalographiques similaires à ceux observés<br />chez l'humain lors de crises d'épilepsie de type absence. L'ensemble de ces effets du GHB passe<br />probablement par une action sur la boucle thalamocorticale mais les mécanismes cellulaires à leurs<br />origines sont inconnus. Nous avons montré grâce à l'utilisation d'enregistrements<br />électrophysiologiques, que les courants post-synaptiques inhibiteurs sont beaucoup moins sensibles<br />au GHB que les courants post-synaptiques excitateurs et les courants potassiques à rectification<br />entrante (GIRK). Cette différence de sensibilité serait à l'origine d'un déséquilibre de la balance<br />excitation/inhibition reçue par les neurones thalamocorticaux ce qui participerait à la genèse d'une<br />activité oscillante du potentiel membranaire de ces neurones.

Thesis (M.Sc. (Pharmacology))--North-West University, Potchefstroom Campus, 2006.

La distractibilité est un syndrome qui se caractérise par une réactivité exagérée d'un individu vis-à-vis de son environnement. Il a été démontré que des atteintes limitées au cortex préfrontal dorsolatéral (CPFDL) sont responsables d'un tel syndrome chez l'homme. Ce trouble peut être quantifié par un test spécifique et sensible appelé " test des antisaccades ". Ce syndrome se rencontre dans de nombreuses pathologies neurodégénératives telles que la Paralysie supranucléaire progressive (PSP) ou encore psychiatriques telles que la schizophrénie. L'objectif de cette recherche est de tenter de mieux comprendre ce syndrome de distractibilité à la fois sur le plan anatomique et pharmacologique. Le projet anatomique débute par une étude chez l'homme de lésions au niveau sous cortical pour déterminer l'implication réelle du sous cortex dans ce syndrome. Afin d'apporter des données indiscutables sur le rôle du CPFDL dans la distractibilité, nous avons réalisé une étude chez le primate de microinjections intracérébrales de muscimol au niveau de cette aire cérébrale. L'approche pharmacologique a consisté à réaliser un modèle animal de distractibilité en reproduisant chez le primate ce syndrome par administration de kétamine à dose subanesthésique. Celle-ci est connue pour induire des symptômes " shizophréniques like " avec des troubles liés à un dysfonctionnement du cortex préfrontal. La seconde étude a pour but d'évaluer l'effet d'un inhibiteur de l'acétylcholine estérase sur le syndrome de distractibilité chez des patients atteints de PSP. Cette recherche, en particulier les études chez le primate devraient permettre à terme de développer une thérapeutique pour enrayer ce trouble.