Récepteurs aux opioïdes : Adaptation moléculaires et comportementales à la morphine et souris génétiquement modifiées
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Morphine pharmacological action is mediated by the mu opioid receptor, which belongs, together with delta and kappa receptors and about thirty peptides, to the endogenous opioid system. Mu receptor agonists are used both clinically, to treat severe pain, and illegally, because of their reinforcing properties. Repeated use of those compounds induces behavioural adaptations, such as analgesic tolerance, physical dependence or addiction. N order to assess the involvement of mu receptor desensitisation in morphine-induced adaptations, we decided to generate a knock-in mouse expressing a truncated mu receptor, resisting to desensitisation in vitro. First, the mutated transcript underwent nonsense-mediated mRNA decay (NMD), bringing the first direct evidence that NMD operates in mammalian brain. Second, the mutant mu receptor displayed a major expression deficit, indicating that the deletion of mu receptor carboxy-terminal tail hampers correct biogenesis. We set up distinct regimens of chronic morphine treatment to induce analgesic tolerance, psychomotor sensitization or physical dependence in wild-type mice. We showed that these behavioural adaptations are not associated with a modification of mu receptor, adenylate cyclase or cdk5 kinase activities, in several brain regions. We used brain tissue from opioid receptor triple knockout mice to investigate the nature of epsilon receptor, pharmacologically defined as a beta-endorphin preferring binding site. We demonstrated that beta-endorphin stimulated G-protein activation is mediated by a site involving mu, delta and/or kappa receptors. We used knockout mice to show that mu and delta receptors are both involved in 32°C-forced swim-induced analgesia but that none of the three opioid receptors contributes to ACTH and corticosterone secretion consecutive to this stress.
Abstract FR:
L’action pharmacologique de la morphine est transduite par le récepteur aux opioïdes mu, qui appartient, avec les récepteurs delta et kappa ainsi qu’une trentaine de peptides, au système opioïde endogène. Les agonistes du récepteur mu sont utilisés en clinique pour lutter contre les douleurs sévères, mais aussi de façon illicite pour la sensation de bien-être qu’ils induisent. L’usage répété de ces substances induit des adaptations comportementales : tolérance analgésique, dépendance physique ou encore addiction. Pour évaluer le rôle de la désensibilisation du récepteur mu dans l’adaptation à la morphine, nous avons entrepris de générer une souris knock-in exprimant un récepteur mu tronqué, dont la désensibilisation est abolie in vitro. Tout d’abord, la modification du gène du récepteur mu a provoqué l’exposition du transcrit à un processus de dégradation déclenché par la présence du codon stop prématuré (nonsense-mediated mRNA decay ou NMD), apportant ainsi la première démonstration directe que le NMD fonctionne dans le cerveau mammifère. D’autre part, le récepteur mu mutant présente un déficit d’expression, ce qui indique que la troncation de l’extrémité carboxy-terminale du récepteur mu empêche sa biogenèse correcte. Nous avons mis au point différents protocoles de traitement chronique par la morphine, pour induire chez la souris sauvage une tolérance analgésique, une sensibilisation psychomotrice ou une dépendance physique. Nous avons montré que ces adaptations comportementales ne s’accompagnent pas d’une modification de l’activité du récepteur mu, de l’adénylate cyclase et de la kinase cdk5, dans différentes régions du cerveau. En utilisant le cerveau de souris triple knock-out pour les récepteurs aux opioïdes, nous avons montré que l’activation des protéines G par le récepteur epsilon, défini comme site de liaison préférentiel de la bêta-endorphine, résulte de l’action de ce peptide sur un site impliquant les récepteurs mu, delta et/ou kappa. Nous avons utilisé des souris knock-out pour mettre en évidence que les récepteurs mu et delta participent à l’analgésie induite par une nage forcée à 32°C, mais qu’aucun des trois récepteurs aux opioïdes n’influence la sécrétion d’ACTH et de corticostérone consécutive à ce stress.