Facteurs d’Apprentissage chez les Modèles Murins de Mémoire et Evaluation des Effets du Dimebon

1. Facteurs d’Apprentissage chez les Modèles Murins de Mémoire et Evaluation des Effets du Dimebon Vignisse Julie Master 2 Sciences Biomédicales, Option Neurosciences Année Académique 2009-2010 Mémoire réalisé dans le cadre d’un échange Erasmus avec l’université de Maastricht (School of Mental Health and Neuroscience) sous la supervision des Dr T. Strekalova et Dr Ch. Grandfils

2. Introduction 1) Maladie d’Alzheimer (MA) 2) Traitements actuels de la MA - symptomatiques: • 3 inhibiteurs de cholinesterase: donepezil, rivastigmine et galantamine • 1 antagoniste des récepteurs NMDA: memantine => Besoin de nvx principes actifs pour traitement de fond 3) Récemment, études cliniques chez patients MA  Dimebon: • Effets procognitifs ET neuroprotectifs • Mécanisme d’action différent • Candidat potentiel pour le traitement de fond

3. Objectifs • Objectif principal:Déterminer des tests comportementaux de mémoire pour le screening de nouveaux principes actifs procognitifs (dimebon) dans les modèles murins • Etude 1: Evaluation de la sensibilité des modèles murins de mémoire Objectifs: 1) Caractériser certains des facteurs d’apprentissage tels que: • Différences de mémoire entre souches de souris • Effet du vieillissement sur la mémoire • Effet du stress chronique sur la mémoire 2) Confirmer la haute résolution du step-down avoidance comme test de mémoire • Etude 2: Développement de modèles de mémoire pour l’étude des effets du dimebon et analogues 1) Etude dose / réponse du dimebon en administration intrapéritoneale unique ou répétée 2) Déterminer des paradigmes de mémoire, de préférence avec une seule session de training, sensibles à ces traitements

4. Etude 1: Evaluation de la sensibilité de modèles murins de mémoire Design de l’étude Paradigme de step-down avoidance Expérience 1: Différences entre souches de souris Expérience 2: Effets du vieillissement Conclusion

5. Design de l’Etude 1

6. Le paradigme de step-down avoidance (SDA) • Mémoire contextuelle dépendante de l’hippocampe • Appareil: Boite plastique + grille électrifiable = chambre • 1 session de training: choc électrique  mesure de la latence de base = temps pour descendre les 4 pattes sur la grille • 1 session de rappel (+24 h): Même contexte, PAS de choc  mesure de la « latence de step down (SD)» = mesure de la mémoire contextuelle pourcentage de « bons élèves » = latences de step down ≥ 30s

7. BALB/c C57BL/6N CD1 Expérience 1: Différences entre souches de souris • 3 souches: mâle, 3 mois • Objectif: Comparer l’habilité de ces 3 souches à acquérir le paradigme de step-down avoidance • Résultats: Remarquables différences d’apprentissage hippocampe-dépendant entre souches : C57BL/6 > CD1 > BALB/c Charles River

8. # # Expérience 2: Une différence d’âge minime affecte la mémoire contextuelle chez les souris • Souris C57BL/6N mâle de 3 et 7 mois • Objectif: Déterminer l’impact d’une différence d’âge minime (4 mois) sur la mémoire contextuelle dans le paradigme de SDA • Résultats: • Session de training: latences de base 3 mois≈ 7 mois • Session de rappel: • Latences de SD > session de training pour les 2 groupes => tâche acquise • Latences de SD 3 mois> 7 mois => Une différence minime d’âge affecte la mémoire dans le SDA

9. Etude 1: Conclusions 1) Modèle murin pour l’étude des effets du dimebon: • La souche mâleC57BL/6 a révélé les meilleurs scores d’apprentissage, la renforçant dans sa position de souche de référence pour les tests de mémoire • Les souris C57BL/6 présentent les meilleurs scores de mémoire à l’âge de 3 mois => Souris C57BL/6 mâle âgée de 3 mois 2) Le paradigme de step-down avoidance présente une résolution pour détecter des changements mineurs de mémoire hippocampe-dépendante

10. Etude 2: Développement de modèles pour l’étude des effets du dimebon et analogues Design de l’étude Expérience 1: Effets d’une dose unique de dimebon dans l’apprentissage du SDA Expérience 2: Effets d’une administration chronique de dimebon dans l’apprentissage du Y-maze. Conclusion-discussion Perspectives

11. Design de l’étude 2

12. + 15 min + 1 h + 24 h 0 Session de rappel 1 Injection i.p. NaCl ou dimebon 0.5 mg/kg Training Session de rappel 2 Expérience 1: Le dimebon améliore l’apprentissage dans le paradigme de SDA • Ligne du temps du SDA: • Résultats: + 15 min: latences de base véhicule≈dimebon + 1h et + 24h: latences de step down > latences de bases pr les 2 groupes latences de SD dimebon + 1 h < dimebon + 24 h + 24 h: latences de SD + nb de « bons élèves » véhicule < dimebon(*) => Dimebon améliore la mémoire à long-terme

13. + 15 min + 1 h + 24 h 0 Session de rappel 1 Injection i.p. NaCl ou dimebon 0.5 mg/kg Training Session de rappel 2 Expérience 1: Le dimebon améliore l’apprentissage dans le paradigme de SDA • Ligne du temps du SDA: • Résultats: + 15 min: latences de base véhicule≈dimebon + 1h et + 24h: latences de step down > latences de bases pr les 2 groupes latences de SD dimebon + 1 h < dimebon + 24 h (##) + 24 h: latences de SD + nb de « bons élèves » véhicule < dimebon(*) => Dimebon améliore la mémoire à long-terme

14. Expérience 2: Effets de l’administration chronique de dimebon dans l’apprentissage du Y-maze Y-Maze: 1 jour (=> X 5) 18h de privation d’eau + 15 min + 1 h 0 Session 2 Injection i.p. NaCl ou dimebon 0.1 mg/kg Session 1 Paramètres mesurés: 1) Latence pour atteindre la bouteille 2) Pourcentage de choix corrects = indicateurs des capacités d’apprentissage 3) Le temps passé par la souris à boire à la bouteille = indicateur des niveaux d’anxiété et de motivation.

15. * * * Le dimebon accélère l’apprentissage du Y-Maze 1) Latences pour atteindre la bouteille: •  ac les jours pr véhicule et dimebon => tâche acquise •  àpd jour 5 pour véhicule >< àpd jour 2 pour dimebon p/r au jour 1 • Véhicule > dimebon : jour 3 et jour 5 2) Nb de choix corrects: Véhicule < dimebon => Dimebon accélère l’apprentissage spatial dans le Y-Maze

16. * * * * * * Effet anxiolytique du dimebon 3) Durée d’abreuvement: •  ac les jours et au jour 5:véhicule≈dimebon => tâche acquise et  anxiété • Véhicule < dimebonjour 1, jour 2, jour 3, jour 4 => dimebon possède des propriétés anxiolytiques ?

17. Conclusion - Discussion • Le dimebon administré en i.p. à dose unique de 0.5 mg/kg a des effets procognitifs - détectables par le paradigme de step-down avoidance • L’administration chronique d’une dose i.p. de 0.1 mg/kg de dimebon a révélé des effets procognitifs (et anxiolytiques) – détectables par le paradigme de Y-Maze. • Expériences à répéter • Les paradigmes de: 1) Step-down avoidance – 1 session de training, rapide et validé  dose unique 2) Y-maze – plusieurs sessions de training  dose répétée = Tests comportementaux adéquats pour le screening de médicaments procognitifs tels que le dimebon et analogues

18. Perspectives 1) Répétitions des expériences + test comportementaux s’adressant à des facteurs non-cognitifs (anxiété, locomotion,…) + études pharmacocinétiques, cellulaires et moléculaires => Comprendre les mécanismes procognitifs Détecter d’éventuels effets neuroprotectifs 2)Si modèles validés: étudier des analogues du dimebon et autres principes actifs => identifier ceux possédant des propriétés procognitives et neuroprotectives => traitement de fond =>  compréhension éthio-pathogénique de la MA

19. Remerciements • Dr Christian Grandfils (Ulg) • Dr Tatyana Strekalova (UM) • Collaboration dans le travail experimental: • Margarida Correia (Lisbon university) • Andreia Valença (Lisbon university) • João Pedro Nunes (Lisbon university) • Pour avoir grâcieusement fourni le dimebon et partagé des résultats: • Dr Alexei Bolkunov (Russian Academy of Sciences, IPAC) • Professeur Sergei Bachurin (Russian Academy of Sciences, IPAC ) • Pour leur précieuse aide et conseils: • Professor Ana Santos (Lisbon University) • Professor Harry Steinbusch (UM)

20. Merci de votre attention! Des questions?