Rôle du dérivé de la pregnénolone, l’AEF0117, dans la régulation de la signalisation CB1 impliquée dans les effets comportementaux du THC
Language
en
Thèses de doctorat
Date
2020-09-21Speciality
Neurosciences
Doctoral school
École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)Abstract
Le cannabis sativa est l'une des drogues les plus consommées dans le monde. Le THC, sa principale composante psychoactive, représente un facteur de risque de pathologies mentales, telles que le trouble de la consommation ...Read more >
Le cannabis sativa est l'une des drogues les plus consommées dans le monde. Le THC, sa principale composante psychoactive, représente un facteur de risque de pathologies mentales, telles que le trouble de la consommation de cannabis, la dépendance et la psychose. Le THC a un effet biphasique, de fortes doses de THC provoquent une hypoactivité et une aversion, tandis que de faibles doses de THC provoquent une hyperactivité et une récompense. Le THC agit sur le récepteur aux cannabinoïdes de type 1 (CB1), dont la signalisation est biaisée avec différents transducteurs pouvant véhiculer une voie spécifique selon différentes conditions. Il a été prouvé que la signalisation biaisée est pertinente dans la découverte de médicaments et la compréhension de la signalisation CB1 est essentielle pour le développement de médicaments à base de cannabinoïdes. Même si il a été montré que différentes doses de THC entraînent des effets comportementaux, cellulaires et moléculaires différents, le lien entre ces phénomènes n'a jamais été étudié.En outre, il a été découvert que la pregnénolone (PREG) est un modulateur allostérique endogène biaisé du CB1, en étant un inhibiteur de signalisation spécifique du récepteur CB1 (CB1-SSi) et capable de bloquer des comportements induits par le THC. Comme la PREG est un précurseur de stéroïde, son administration à forte dose peut induire la production de stéroïdes, avec d'éventuels effets secondaires.Ainsi, dans un but thérapeutique, des composés CB1-SSi analogues à la PREG ont été synthétisés, ayant le même potentiel thérapeutique que la PREG, mais sans être métabolisés en stéroïdes. Le CB1-SSi étudié ici est le composé CB1-SSi leader, l’AEF0117.Le premier objectif de ce travail était de comprendre les voies de signalisation intracellulaires selon des doses faibles, moyennes et élevées de THC, conduisant à respectivement l'hyperlocomotion, l'asociabilité et l'hypolocomotion chez la souris.Le second objectif était de comprendre le mécanisme d'action de l’AEF0117 et sa capacité à bloquer les effets comportementaux et moléculaires du THC à faibles, moyennes et fortes doses.La thèse est divisée en cinq parties. L'introduction sert à préfacer les concepts du système endocannabinoïde, ainsi que l'abus de cannabis chez l'homme et les effets comportementaux du THC chez la souris, comme l'hyperlocomotion, l'asociabilité et l'hypolocomotion. L'état de l'art de la signalisation CB1 impliquant le système CB1 biaisé est décrit avec un accent particulier sur les inhibiteurs spécifiques de la signalisation CB1 (CB1-SSi), en particulier la pregnénolone endogène (PREG), et son analogue synthétique, l’AEF0117.L'article Zanese*, Tomaselli* et al, 2020 (publié dans J. Neurosci. Methods) porte sur la validation de la technique analytique à haut débit (AlphaLISA) de choix dans cette étude pour la détection de la phosphorylation des protéines dans les lysats de tissu cérébral.L'article de Tomaselli et al. (à soumettre) est consacré à l'étude de faible dose de THC qui provoque l'hyperlocomotion chez la souris. Les principales données ont révélé que le THC via CB1 recrute la voie de signalisation β-Arrestin1-PI3K-Akt-GSK3β, dans les zones du cerveau riches en CB1 et pertinentes pour l'activité locomotrice (NAc, Str, CB), qui conduit à l'hyperlocomotion. En outre, PREG et AEF0117 peuvent bloquer l'hyperlocomotion et les modifications de la signalisation CB1 induite par le THC.La troisième partie représente les études sur les effets du THC à des doses moyennes et élevées qui induisent respectivement un comportement asocial et une hypolocomotion. Chaque dose de THC induit des altérations spécifiques des voies de signalisation intracellulaires CB1 et le traitement avec l’AEF0117 réverse les deux comportements.La discussion générale aborde ensuite le rôle des voies CB1 spécifiques dans la dépendance et la psychose induites par le THC, et propose un mécanisme d'action pour les composés CB1-SSi, dont l’AEF0117.Read less <
English Abstract
Cannabis sativa is among the most abused drugs worldwide. THC, its main psychoactive component, represents a risk factor of several mental pathologies, such as cannabis use disorder, addiction, and psychosis. Being a ...Read more >
Cannabis sativa is among the most abused drugs worldwide. THC, its main psychoactive component, represents a risk factor of several mental pathologies, such as cannabis use disorder, addiction, and psychosis. Being a biphasic drug, high doses of THC cause hypoactivity and aversion, whereas low doses of THC cause hyperactivity and reward. THC acts on the type-1 cannabinoid receptor (CB1), one of the most abundant G-protein coupled-receptors (GPCRs) in the brain, whose signaling is biased, meaning that different transducers can carry specific pathway following different conditions. Biased signaling was proven to be extremely relevant in drug discovery and understanding CB1 signaling in pathologic conditions is essential for cannabinoid-based drug development. It is known that different doses of THC bring along different behavioral, cellular, and molecular outcomes. However, the link between those phenomena has never been investigated.Thus, for a therapeutic purpose PREG-like CB1-SSi compounds have been synthetized that share the same PREG therapeutic potential, but cannot be metabolized in downstream steroids. The CB1-SSi studied in the current work is the CB1-SSi lead compound, AEF0117.The first aim of the current work was to understand the intracellular signaling pathways following low, medium, and high doses of THC, leading to three distinct known behavioral outputs in mice, hyperlocomotion, asociability, and hypolocomotion, respectively.The second aim of the thesis was to understand the mechanism of action of AEF0117, and its capability to block the behavioral and molecular effects of THC at low, medium, and high doses.The doctoral dissertation is divided into five main parts. The introduction serves to preface the concepts of the endocannabinoid system, as well as cannabis abuse in humans and the counterpart behavioral outcomes of THC in mice, including hyperlocomotion, asociability, and hypolocomotion. The state of the art of CB1 signaling involving the biased CB1 system is described with particular emphasis on CB1 Signaling Specific Inhibitors (CB1-SSi), in particular the endogenous pregnenolone (PREG), and its synthetic analogue, the lead CB1-SSi compound, AEF0117.The article Zanese*, Tomaselli* et al., 2020 (published in J. Neurosci. Methods) oversees the validation of the high throughput analytical technique (AlphaLISA) of choice in this study for detection of protein phosphorylation in brain tissue lysates.The article Tomaselli et al. (to be submitted), is devoted to the studies of the low dose of THC that causes hyperlocomotion, with the discovering of its related intracellular CB1 signaling pathway, along with the signaling transducer involved in the CB1-rich brain areas relevant for locomotor activity (NAc, Str, CB). The main data revealed that THC via CB1 recruits the β-Arrestin1-PI3K-Akt-GSK3β signaling pathway that lead to hyperlocomotion. Furthermore, both PREG and AEF0117 were able to block the THC-induced hyperlocomotion and altered signaling in mice.The third part of the data represent studies on the effects of THC at medium and high doses that induce asocial behavior and hypolocomotion, respectively. Each dose of THC induced specific alterations in the CB1intracellular signaling pathways in the most CB1-rich brain areas, and the treatment with AEF0117 rescued both behaviors.The general discussion then addresses conclusions and perspectives, highlighting the role of specific CB1 pathways in THC-induced addiction and psychosis, and proposes a mechanism of action for CB1-SSi compounds, including AEF0117.Read less <
Keywords
Cb1
Thc
Signalisation intracellulaire
Système endocannabinoïde
Pregnénolone / AEF0117
Locomotion / Sociabilité
English Keywords
Cb1
Thc
Intracellular signaling pathway
Cannabinoid system
Pregnenolone / AEF0117
Locomotion / Sociability
Origin
STAR importedCollections