Grâce aux recherches bibliographiques effectuées lors de cette thèse, je me suis vite rendue compte que, préalablement à la définition explicite de la tVTA, cette région avait déjà été observée par le passé. Un des exemples les plus marquants vient d’une étude de référence d’Herkenham et Nauta en 1979 sur les efférences de la LHb. Dans la figure 7, on découvre une très belle photo d’un marquage antérograde observé dans la décussation du brachium conjunctivum, suite à l’injection d’acide aminé tritié dans la LHb. La région de ce marquage correspond à ce que nous nommons maintenant tVTA. C’est la plus ancienne photo illustrant la tVTA trouvée dans la bibliographie. Elle met en outre en évidence la projection de la LHb sur la tVTA, une projection au centre d’une émulation scientifique très intense ces deux dernière années (voir Discussion Générale II-B). En dehors de cette étude neuroanatomique, on retrouve également deux travaux qui observent, comme nous-mêmes, l’induction de facteurs de transcription de la famille Fos dans la tVTA suite à un traitement par des molécules psychostimulantes. Ainsi, une injection aiguë de nicotine (Pang et al., 1993) ou de modafinil (Provigil®) (Scammell et al., 2000), un psychostimulant non addictif utilisé dans le traitement de la narcolepsie, induit l’expression de c-Fos dans une région correspondant à la
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tVTA. De manière très intéressante, Scammel et collaborateurs la désigne même comme
« retro-VTA ».
Rétrospectivement, ces considérations me permettent aujourd’hui de réaliser que l’étude bibliographique est un formidable outil de recherche. De très nombreuses données permettant l’identification et la compréhension du ou des rôles de la tVTA sont vraisemblablement présentes dans l’abondante littérature existante, mais devant cette multitude de données scientifiques accumulées il faut faire preuve de persévérance mais surtout avoir beaucoup de chance pour « re »-découvir ces informations.
sm
LHb
CLi
- 6,80 mm par rapport au bregma
xscp tVTA
IP
ml
Pn
MHb
Illustration de la projection de l'habénula latérale sur la queue de l'aire tegmentale ventrale. Ces photographies sont issues de la figure 9 d'une publication de Herkenham et de Nauta de 1979. Après une injection de traceur antérograde (acides aminés tritiés) dans l'habénula latérale (illustration en haut à droite), ils obervent un important marquage antérograde dans la décussation du pédoncule cérébelleux supérieur (illustration au centre et détail en bas à droite). Cette région correspond à la queue de l'aire tegmentale ventrale connue pour être enchassée dans la décussation du pédoncule cérébelleux supérieur. Cette photographie représente la première illustration connue de ce qui est aujourd'hui désigné comme la queue de l'aire tegmentale ventrale.
Abréviations : Cli : n linéaire caudal ; IP : n. interpédonculaire ; LHb : habénula latérale
; MHb : habénula médiale ; ml : lemnisque médian ; Pn : pont ; tVTA : queue de l'aire tegmentale ventrale ; xscp : décussation du pédoncule cérébelleux supérieur.
Figure 7 :
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V) Objectifs du doctorat
Afin de mieux comprendre cette région jusqu’alors non explorée de l’encéphale qu’est la queue GABAergique de l’aire tegmentale ventrale, mon travail de doctorat a consisté dans un premier temps en sa caractérisation neuroanatomique. J’ai ensuite commencé à entrevoir les potentialités fonctionnelles de la tVTA, grâce d’une part à l’étude électrophysiologique de la projection de la tVTA sur la VTA dopaminergique, mais également en identifiant les stimulus pharmacologiques induisant les facteurs de transcription de la famille Fos dans les neurones GABAergiques de cette région.
La 1ère partie de mon travail est double. J’ai tout d’abord cherché à définir la localisation et les limites de la tVTA chez le rat. Pour cela, j’ai réalisé une série d’immunohistochimies sur coupes frontales et sagittales de cerveaux. L’immunoréactivité FosB induite dans la tVTA par la cocaïne et l’immunoréactivité GAD, permettant l’identification des neurones GABAergiques, ont permis de visualiser la tVTA.
L’immunoréactivité TH a permis de révéler les neurones dopaminergiques de l’a/pVTA, ce qui sert de repère visuel à la localisation de la tVTA par rapport au reste de l’encéphale. Ces marquages ont également permis de montrer qu’un traitement aigu à la cocaïne est suffisant à l’induction de FosB dans la tVTA.
Dans un second temps, j’ai caractérisé les entrées ou afférences à la tVTA. Cela a été réalisé en utilisant la technique de traçage neuroanatomique. Le Fluoro-Gold® (FG) et la sous-unité bêta de la toxine cholérique (CTB), deux traceurs rétrogrades injectés directement dans la tVTA ou dans les régions adjacentes, sont à la base de ce travail. Certaines projections ont également été vérifiées grâce à des injections de BDA, un traceur antérograde. Ces études ont mené à la publication d’un premier article.
" Chapitre 1 : Kaufling J, Veinante P, Pawlowski SA, Freund-Mercier MJ, Barrot M (2009) Afferents to the GABAergic tail of the ventral tegmental area in the rat. J Comp Neurol 513:597-621.
La 2ème partie de mon travail a consisté en l’identification des sorties ou efférences de la tVTA. Ceci a été réalisé, là aussi, grâce à la technique de traçage neuroanatomique et plus particulièrement grâce à l’injection de BDA dans la tVTA. Une étude neuroanatomique plus poussée de la sortie majeure de la tVTA sur les neurones dopaminergiques de l’a/pVTA a également été effectuée. En combinant traçage neuroanatomique multiple et
immunohistochimie nous avons notamment caractérisé la projection de la tVTA sur les neurones dopaminergiques mésolimbiques. Cette étude a abouti à une seconde publication.
" Chapitre 2 : Kaufling J, Veinante P, Pawlowski SA, Freund-Mercier MJ, Barrot M (2010) Gamma-Aminobutyric acid cells with cocaine-induced DeltaFosB in the ventral tegmental area innervate mesolimbic neurons. Biol Psychiatry 67:88-92.
La 3ème partie de mon travail porte sur l’étude électrophysiologique de la projection de la tVTA sur l’a/pVTA. Grâce à l’enregistrement unitaire, de neurones dopaminergiques et non dopaminergiques de l’a/pVTA, couplé à la stimulation de la tVTA, j’ai évalué l’influence de la tVTA sur ces neurones. Ces données restent à compléter et constituent le troisième chapitre de ce manuscrit.
" Chapitre 3 : Kaufling J, Veinante P, Freund-Mercier MJ, Barrot M. Influence de la tVTA sur l’activité électrique des neurones dopaminergiques de la VTA.
Finalement la 4ème partie de mon travail est une caractérisation pharmacologique des substances provoquant l’induction de FosB dans la tVTA. Comme décrit précédement, Linda Perrotti et Michel Barrot (Perrotti et al., 2005) ont montré qu’un traitement chronique par deux psychostimulants, cocaïne et amphétamine, accumule FosB/"FosB dans les neurones GABAergiques de la tVTA alors que ce n’est pas le cas pour la morphine. Ils ont également observé qu’un traitement chronique par le GBR12909, inhibiteur de la recapture de la dopamine, mais pas par la fluoxétine ou la nortriptyline, respectivement inhibiteurs de la recapture de la sérotonine et de la noradrénaline, accumule FosB/"FosB dans la tVTA.
Mon travail a consisté à élargir et à étoffer ces résultats. Nous avions déjà observé qu’un traitement aigu par la cocaïne était suffisant à l’induction de FosB/"FosB dans la tVTA (Kaufling et al., 2009). Ce résultat a permis de réduire considérablement la durée des expérimentations et de tester l’effet d’injections aiguës d’un grand nombre de molécules sur l’induction de FosB dans les neurones GABAergiques de la tVTA. Nous avons ainsi testé plusieurs psychostimulants, d’autres « groupes » de drogues que sont les sédatifs et les perturbateurs mais également des anticonvulsivants. Un intérêt particulier pour les molécules bloquant la recapture des monoamines a complété ce travail. Ces études ont mené à un manuscrit en cours d’évaluation.
" Chapitre 4 : Kaufling J, Waltisperger E, Bourdy R, Veinante P, Freund-Mercier MJ, Barrot M. Pharmacological recruitement of the GABAergic tail of the ventral tegmental area by acute drug exposure.
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RESULTATS
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Chapitre 1 : AFFERENTS TO THE GABAERGIC TAIL OF THE VENTRAL