TABLE DES MATIERES
5.3. Etude n°2 : Microhémorragies cérébrales et perturbations métaboliques
A partir de ce modèle de perturbations métaboliques développé chez la souris, nous avons voulu étudier l’influence de la présence de ces troubles sur l’étendue des MHC, mais également l’influence des MHC sur le déclin cognitif induit par un SMet. Dans ce contexte, plusieurs groupes d’animaux ont été réalisés (ND : Normal Diet, HFD : High Fat Diet) :
Protocole A B Impact du régime HFD début de SM, pas de déclin cognitif déclin cognitif confirmé Régime ND HFD ND HFD Age d’induction
des MHC 3 mois 12 mois
Evaluations
comportementales 3-6-9-12 mois 12 mois
Les évaluations comportementales ont été les mêmes que celles utilisées lors de l’étude du syndrome métabolique seul (mise à part le test du labyrinthe de Barnes), c’est-à-dire le test de l’actimétrie pour la locomotion spontanée, et les tests de l’alternance spontanée et du NOR pour la cognition. Nous avons comparé le comportement des animaux avec lésions aux animaux ND ou HFD de la cohorte princeps.
Après 3 mois ou 12 mois de régime, les animaux ont été sacrifiés pour évaluer le score microhémorragique cérébral. De même, certains prélèvements ont été conservés pour réaliser des études histochimiques et immunohistochimiques.
Cinq groupes de 15 souris (7 ND -8 HFD) ont été utilisés pour le protocole A et trois séries de 15 souris pour le protocole B.
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Les travaux réalisés sur la modulation des MHC par les anticoagulants oraux nous ont permis de rédiger un article soumis dans Neuropharmacology cette année et dont je suis 1er auteur. Quatre anticoagulants oraux, un AVK (warfarine) et trois AOD (apixaban, rivaroxaban et dabigatran) ont été administrés par gavage au décours de la survenue de MHC induites par notre méthode d’induction par injection intracarotidienne de CD. Après avoir vérifié l’activité anticoagulante de nos différents traitements chez la souris, une évaluation comportementale puis histologique des poids microhémorragiques obtenus ont été réalisés à la fin de 10 jours de traitement (protocole « court terme »). En parallèle, d’autres souris ont subi le même protocole puis ont été évaluées au niveau fonctionnel tous les 3 mois jusqu’à 12 mois où les animaux ont été sacrifiés pour évaluer le poids microhémorragique cérébral à long terme (protocole « long terme »).
Les principaux résultats sont les suivants (les figures présentées sont composées à partir des figures de l’article pour illustrer les résultats principaux) :
- A court terme, seule la warfarine provoque des transformations hémorragiques, responsable d’une mortalité élevée. Les AOD augmentent le poids microhémorragique cérébral, principalement par une augmentation de la taille des MHC. Cependant, malgré cette augmentation, les évaluations comportementales ne montrent aucun impact moteur ou cognitif : les MHC restent silencieuses à court terme (Figure 54).
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Figure 54 : Principaux résultats obtenus au cours de l’étude à court terme de l’impact des anticoagulants oraux lors de la survenue de microhémorragies cérébrales. A. Courbes de mortalité obtenues dans chaque
groupe, avec un exemple de transformation hémorragique obtenue sous warfarine, *** : Mantel-Cox Test, p<0.001. B. Profils microhémorragiques obtenus dans chaque groupe d’animaux, Pearson’s Chi-squared test, *p<0.05, **p<0.01. C. Absence d’impact locomoteur et cognitif à court terme pour chaque groupe de souris.n=8-15/groupe.
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- A long terme, il n’y a pas d’évolution spontanée ni de transformation hémorragique des lésions, le nombre et la répartition des MHC restant sensiblement le même dans chaque groupe entre 10 jours et 12 mois. Au niveau comportemental, nous obtenons un déclin progressif de la mémoire de reconnaissance visuelle chez les souris avec MHC par rapport aux animaux sans lésion. En revanche, l’administration d’un traitement anticoagulant à court terme n’entraine pas une précipitation de ce déclin quand le traitement est arrêté (Figure 55).
Figure 55 : Principaux résultats obtenus au cours de l’étude à long terme de l’impact des anticoagulants oraux lors de la survenue de microhémorragies cérébrales. A. Absence d’évolution et de transformation
hémorragique des MHC à long terme, ANOVA 1 facteur, p<0.05. B. Altération progressive de la mémoire de reconnaissance visuelle chez les animaux avec MHC, qui n’est pas précipitée chez les animaux ayant subi un traitement anticoagulant oral à court terme, ANOVA 2 facteurs, *p<0.05 ; **p<0.01 ; ***p<0.001.n=3-12/groupe.
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L’ensemble des résultats obtenus dans cette étude est résumé dans la figure ci-dessous :
Figure 56 : Résumé graphique de l’ensemble de l’étude sur l’impact des anticoagulants oraux sur le poids microhémorragique cérébral de la souris à court et à long terme.
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Les travaux réalisés au laboratoire pour développer un modèle de souris atteintes de perturbations métaboliques et pour explorer son impact au niveau vasculaire et comportemental ont permis de rédiger un article soumis dans Neurobiology of disease cette année et dont je suis co-1ère auteur. Fondé sur le suivi et la caractérisation d’une cohorte de 216 animaux, nous avons pu mettre en évidence les principaux résultats suivants (les figures présentées sont composées à partir des figures de l’article pour illustrer les résultats principaux) :
- les perturbations métaboliques se mettent en place à partir de 3 mois, mais les réponses obtenues sont hétérogènes, même au sein du groupe contrôle. Des catégories de poids ont alors été déterminées afin de mieux caractériser les résultats obtenus (Figure 57).
Figure 57 : Principaux résultats obtenus au cours de la caractérisation des troubles métaboliques induits chez la souris. A. Augmentation du tissu adipeux viscéral (VAT) en fonction du temps et de la diète, ANOVA 2
facteurs, ** p<0.01, ***p<0.001. B. Augmentation du cholestérol plasmatique total en fonction du temps et de la diète, ANOVA 2 facteurs, **p<0.01 ; ***p<0.001. C. Catégorisation des souris en fonction de leur poids. ND :
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- les études comportementales ont révélé une altération progressive de la mémoire de reconnaissance visuelle et de la flexibilité chez les animaux sous régime enrichi. De même, si l’on regarde les catégories de poids, ce déclin est d’autant plus marqué que le poids de la souris est important (Figure 58).
Figure 58 : Principaux résultats obtenus lors de l’évaluation comportementale des troubles métaboliques induits chez la souris. A. Evaluation de la mémoire spatiale et de la flexibilité grâce au test du labyrinthe de
Barnes à 9 mois de régime enrichi ou en fonction des catégories de poids, Ret : Retrieval task, Flex : Flexibility
task, Targ : Target : cadrant cible. Opp : Opposite : cadran opposé. ANOVA 1 facteur £: p<0.05 : B. Altération
progressive des performances dans le NOR en fonction du temps et de la diète, ANOVA 2 facteurs, *p<0.05 ;**p<0.01 ; ***p<0.001 ; ou en fonction des catégories de poids, *p<0.05, ***p<0.001, £££: p<0.01. ND : Normal Diet. HFD : High Fat Diet
- la prise de poids est également associée à une dysfonction de la paroi vasculaire, à une dérégulation du débit sanguin cérébral et à une perte de perfusion tissulaire au niveau hippocampique. Cependant, aucune lésion cérébrale (microhémorragies, microinfarctus) n’a été observée (Figure 59).
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Figure 59 : Principaux résultats obtenus lors de l’évaluation vasculaire des troubles métaboliques induits chez la souris. A. Altération du débit sanguin cérébral visualisée par la technique du laser doppler au niveau de
l’artère cérébrale moyenne (MCA) en fonction du temps et de la diète. ANOVA 2 facteurs *p<0.05 ;**p<0.01 ; ***p<0.001, £££: p<0.001: B. Altération de la relaxation endothélium-dépendante de l’artère cérébrale moyenne en fonction du temps et de la diète. ANOVA 2 facteurs *p<0.05, £££: p<0.001.C. Altération de la relaxation endothélium-dépendante des microvaisseaux intraparenchymateux en fonction du temps et de la diète. ANOVA 2 facteurs *p<0.05, **p<0.01, £££: p<0.001. ND: Normal Diet. HFD: High Fat Diet
- l’exploration statistique de ces résultats montre un déclin synchrone entre les déficiences cognitives et vasculaires. Cette collecte de données nous permet ainsi de proposer un modèle de prédiction statistique des troubles cognitifs, utilisant une combinaison entre la prise de poids et d’autres paramètres métaboliques et vasculaires pour le diagnostic des déficits neurologiques précoces.
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L’ensemble des résultats obtenus dans cette étude est résumé dans la figure ci-dessous :
Figure 60 : Résumé graphique de l’ensemble de l’étude sur l’impact des troubles métaboliques sur la fonction cognitive et vasculaire à long terme.
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A partir du modèle de perturbations métaboliques que nous avons développé chez la souris, nous avons étudié l’impact de la survenue de MHC dans un contexte de troubles métaboliques. Pour cela, nous avons effectué deux études distinctes : la première (protocole A) où l’induction de MHC a été réalisée à 3 mois de régime enrichi, où les troubles métaboliques sont tout juste installés ; la deuxième (protocole B), où les MHC ont été induites à 12 mois de régime enrichi, à l’âge moyen des souris et où les troubles vasculaires, cognitifs et métaboliques sont bien établis.