Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Maged1 appartient à la famille des gènes Mage (pour Melanoma antigen gene). Bien que les gènes Mage aient tout d'abord été découverts dans des cellules tumorales, le gène Maged1 est également exprimé dans un grand nombre de tissus sains et particulièrement dans le système nerveux central, aussi bien au cours du développement que chez l'animal adulte. Les fonctions exercées par la protéine Maged1 dans le système nerveux restent actuellement fort méconnues bien que des études aient pu mettre en évidence son implication dans des processus tels que l'homéostasie du rythme circadien, certaines formes d'apprentissages, les comportements sociaux et sexuels ainsi que dans des pathologies telles que la dépression et l'obésité. Au laboratoire, nous avons pu montrer que la délétion de l'allèle Maged1 chez la souris cause une diminution d'activité locomotrice spontanée et un déficit de coordination motrice. Les animaux ne possédant plus l'allèle Maged1 montrent également une absence complète de réponse à l’administration de drogues comme la cocaïne et la morphine. Au cours de ce travail de thèse, nous avons recherché les mécanismes liant le gène Maged1 et ces comportements. La dopamine étant un neurotransmetteur connu pour réguler à la fois les comportements moteurs et les comportements liés à la dépendance aux drogues, nous avons tout d'abord fait l'hypothèse qu'un déficit en dopamine pouvait expliquer les phénotypes observés. En effet, des expériences de microdialyse in vivo ont montré que l'augmentation de concentration en dopamine dans le nucleus accumbens suite à une injection de cocaïne était significativement réduite chez les souris dépourvues de l'allèle Maged1. L'implication directe de Maged1 dans la physiologie des neurones dopaminergiques a été étudiée par la génération de souris transgéniques dont la délétion du gène Maged1 a été ciblée spécifiquement dans ces neurones. Cependant, cette lignée de souris ne récapitule pas les phénotypes observés chez les souris entièrement dépourvues de l'allèle Maged1. Ces résultats indiquent que l'expression de Maged1 dans les neurones dopaminergiques n'est pas nécessaire au contrôle moteur et à la réponse comportementale à l'administration de cocaïne. Nous avons ensuite étudié les régions innervées par les neurones dopaminergiques en réalisant des enregistrements électrophysiologiques sur tranches de cerveaux en survie. Nous avons ainsi pu mettre en évidence une altération de la transmission glutamatergique entre le cortex préfrontal et le nucleus accumbens chez les souris dépourvues du gène Maged1. La délétion spécifique de l'allèle Maged1 dans chacune de ces deux régions a ensuite été effectuée. Les souris dont la délétion de Maged1 a été ciblée dans les neurones du striatum n'ont pas montré d'altération comportementales. Cependant, lorsque la délétion de Maged1 est effectuée spécifiquement dans le cortex préfrontal, les souris montrent un déficit d'apprentissage moteur ainsi qu'une réduction de l'effet de sensibilisation à des injections répétées de cocaïne. Chez ces mêmes souris, la réduction de sensibilisation est accompagnée d'une réduction de la réponse dopaminergique à la cocaïne telle qu'observée au cours d' expériences de microdialyse in vivo. Au cours de ce travail, nous avons donc pu montrer que la présence de la protéine Maged1 dans le cortex préfrontal est nécessaire à l'apprentissage moteur et à l'expression de la sensibilisation comportementale à la cocaïne. Cette protéine exerce probablement sa fonction en régulant la neurotransmission au niveau du compartiment présynaptique. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Médecine) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

The striatum represents the main input nucleus of the basal ganglia, a system of subcortical nuclei critically involved into motor control and motivational processes and altered in several conditions such as Parkinson’s diseases or drug addiction. The projection neurons of the striatum are GABAergic (γ-aminobutyric acid) medium-sized spiny neurons (MSNs), and account for the large majority of striatal neurons, while interneurons represent about 10% of striatal cells. The MSNs are subdivided into two subpopulations that form two main efferent pathways: the striatonigral and striatopallidal neurons. The striatonigral MSNs project to the entopeduncular nucleus (EP) and substancia nigra pars reticulata (SNr) (direct pathway) and co-express dopamine D1 receptors (D1R) and substance P neuropeptide (SP). On the other hand, striatopallidal MSNs project to the lateral globus pallidus (LGP) (indirect pathway) and co-express dopamine D2 receptor (D2R), adenosine A2A receptor (A2AR) and enkephalin (Enk). The D1R striatonigral and D2R striatopallidal MSNs are equal in number and shape and are mosaically distributed through all the striatum. The dorsal striatum is mainly involved in motor control and learning while the ventral striatum is crucial for motivational processes. In view of the still debating respective functions of projection D2R-striatopallidal and D1R-striatonigral neurons and striatal interneurons, both in motor control and learning of skills and habits but also in more cognitive processes such as motivation, we were interested in the development of models allowing the removal of selective striatum neuronal populations in adult animal brain. Because of the mosaical organisation of the striatum, a targeting of specific neuronal type, with techniques such as chemical lesions or surgery, is still impossible. Taking advantage of new transgenic approaches, the goal of the present work was to generate and/or to initiate the characterization of genetic models in which a selective subtype of striatal neuron can be ablated in an inducible way. We used a transgenic approach in which mice express a monkey diphtheria toxin (DT) receptor (DTR) in D2R-striatopallidal or D1R-striatonigral neurons. Local stereotactic injections of DT can then induce selective neuronal ablation in functionally different striatal areas. We first investigated functions of D2R-striatopallidal neurons in motor control and drug reinforcement by their selective ablation in the entire striatum or restricted to the ventral striatum. This DTR strategy produced selective D2R striatopallidal MSN ablation with integrity of the other striatal neurons as well as the striatal dopaminergic function. D2R MSN ablation in the entire striatum induced permanent hyperlocomotion while ventral striatum-restricted ablation increased amphetamine place preference. We next compared respective roles of D2R-striatopallidal and D1R-striatonigral neurons in motor control and skill learning in functionally different striatum subregions. Finally, to target nitrergic interneurons of the striatum, we developed a bacterial artificial chromosome genetic strain in which the cre-recombinase expression is under the control of the neuronal nitric oxide gene promoter. Altogether, those results show that DTR expression and DT local injections is an efficient and flexible strategy to ablate selective striatum neuronal types with spatial resolution. We provide the first direct experimental evidences that D2R striatopallidal neurons inhibit both locomotor and drug-reinforcement processes and that D2R and D1R MSNs in different striatum subregions have distinct functions in motor control and motor skill learning. Those results strongly support a cell-type and topographic functional organization of the striatum and underscore the need for characterization of the specific cellular and molecular modifications that are induced in D2R and D1R MSNs during drug-reinforcement or procedural learning.

The striatum represents the main input nucleus of the basal ganglia, a system of subcortical nuclei critically involved into motor control and motivational processes and altered in several conditions such as Parkinson’s diseases or drug addiction. The projection neurons of the striatum are GABAergic (γ-aminobutyric acid) medium-sized spiny neurons (MSNs), and account for the large majority of striatal neurons, while interneurons represent about 10% of striatal cells. The MSNs are subdivided into two subpopulations that form two main efferent pathways: the striatonigral and striatopallidal neurons. The striatonigral MSNs project to the entopeduncular nucleus (EP) and substancia nigra pars reticulata (SNr) (direct pathway) and co-express dopamine D1 receptors (D1R) and substance P neuropeptide (SP). On the other hand, striatopallidal MSNs project to the lateral globus pallidus (LGP) (indirect pathway) and co-express dopamine D2 receptor (D2R), adenosine A2A receptor (A2AR) and enkephalin (Enk). The D1R striatonigral and D2R striatopallidal MSNs are equal in number and shape and are mosaically distributed through all the striatum. The dorsal striatum is mainly involved in motor control and learning while the ventral striatum is crucial for motivational processes. In view of the still debating respective functions of projection D2R-striatopallidal and D1R-striatonigral neurons and striatal interneurons, both in motor control and learning of skills and habits but also in more cognitive processes such as motivation, we were interested in the development of models allowing the removal of selective striatum neuronal populations in adult animal brain. Because of the mosaical organisation of the striatum, a targeting of specific neuronal type, with techniques such as chemical lesions or surgery, is still impossible. Taking advantage of new transgenic approaches, the goal of the present work was to generate and/or to initiate the characterization of genetic models in which a selective subtype of striatal neuron can be ablated in an inducible way. We used a transgenic approach in which mice express a monkey diphtheria toxin (DT) receptor (DTR) in D2R-striatopallidal or D1R-striatonigral neurons. Local stereotactic injections of DT can then induce selective neuronal ablation in functionally different striatal areas.<p>We first investigated functions of D2R-striatopallidal neurons in motor control and drug reinforcement by their selective ablation in the entire striatum or restricted to the ventral striatum. This DTR strategy produced selective D2R striatopallidal MSN ablation with integrity of the other striatal neurons as well as the striatal dopaminergic function. D2R MSN ablation in the entire striatum induced permanent hyperlocomotion while ventral striatum-restricted ablation increased amphetamine place preference.<p>We next compared respective roles of D2R-striatopallidal and D1R-striatonigral neurons in motor control and skill learning in functionally different striatum subregions.<p>Finally, to target nitrergic interneurons of the striatum, we developed a bacterial artificial chromosome genetic strain in which the cre-recombinase expression is under the control of the neuronal nitric oxide gene promoter.<p><p>Altogether, those results show that DTR expression and DT local injections is an efficient and flexible strategy to ablate selective striatum neuronal types with spatial resolution. We provide the first direct experimental evidences that D2R striatopallidal neurons inhibit both locomotor and drug-reinforcement processes and that D2R and D1R MSNs in different striatum subregions have distinct functions in motor control and motor skill learning. Those results strongly support a cell-type and topographic functional organization of the striatum and underscore the need for characterization of the specific cellular and molecular modifications that are induced in D2R and D1R MSNs during drug-reinforcement or procedural learning.<p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La consommation de drogues est répandue au Canada, et on estime qu’environ un Canadien sur cinq développera une dépendance au cours de sa vie. Les personnes vivant ou ayant vécu avec une dépendance aux drogues (PVVDD) font souvent l’expérience d’interactions stigmatisantes dans le système de santé, qui peuvent être exacerbées par des facteurs socioculturels. Cela peut affecter leur sentiment d’efficacité face aux décisions de santé et les empêcher d’exercer leur agentivité au quotidien. Ce projet de recherche explore les compréhensions de divers groupes de parties prenantes par rapport à la légalisation du cannabis, la consommation de drogues, la dépendance aux drogues et la prise de décision volontaire. Trois groupes ont été interrogés par des entrevues semi-dirigées : les PVVDD, les cliniciens travaillant auprès de PVVDD et les membres du public. Les données, analysées par des méthodes qualitatives cohérentes avec l’éthique pragmatiste inspirée de Dewey, ont démontré que les parties prenantes canadiennes avaient une opinion positive de la légalisation du cannabis au Canada, mais que leurs jugements moraux variaient en fonction du groupe. Les résultats ont aussi démontré que les participants avaient une compréhension complexe de la dépendance aux drogues et de la prise de décision volontaire que ne reflètent pas les modèles prédominants. L’identification des dimensions morales en jeu peut informer la pratique de l’éthique clinique dans les problèmes éthiques incluant des PVVDD. De plus amples recherches sur l'interaction de ces aspects dans des problèmes et dilemmes concrets qui émergent dans les relations de soins sont nécessaires. / Drug use is common in Canada, and it is estimated that one in five Canadians will develop a drug use problem in their lifetime. People with a lived experience of drug dependence (PWLE) often experience stigmatizing interactions in the healthcare system, which can be exacerbated by other layers of stigma based on socio-cultural factors. This can impact their sense of self-efficacy related to health decisions and prevent them from exercising agency in everyday life. This research project explores the understandings of various stakeholder groups in relation to cannabis legalization, drug use, drug dependence and volitional decision-making. Three groups were interviewed using semi-structured interviews: PWLE, clinicians working with PWLE and members of the public. The results, analyzed through qualitative methods consistent with Dewey’s pragmatist ethics, showed that Canadian stakeholders had a positive opinion of cannabis legalization in Canada, but that their moral judgments varied according to group. The results also showed that participants had a complex understanding of drug dependence and volitional decision-making that did not mirror the predominant models. Identifying the moral dimensions at play can inform clinical ethics practice in ethical problems including PWLE. Further research into the interplay of these aspects in concrete problems and dilemmas that emerge in care relationships is needed.