Service Communautaire d'Information sur la Recherche et le Développement - CORDIS

H2020

FISHDOPA — Résultat en bref

Project ID: 660477
Financé au titre de: H2020-EU.1.3.2.
Pays: Suède
Domaine: Santé, Recherche fondamentale

La génétique du comportement de récompense

Les systèmes de récompense sont au cœur même du comportement humain, que l’on savoure un mets ou que l’on tombe amoureux. Les chercheurs, avec ce projet de l’UE, se sont penchés sur le cas du poisson-zèbre pour trouver les éléments de la base moléculaire également à l’origine du développement de nombreuses maladies neuropsychologiques.
La génétique du comportement de récompense
Le système dopaminergique (DA) du cerveau antérieur joue plusieurs rôles dans la fonction cérébrale, notamment la mémoire active, et est un déterminant clé du développement de la maladie de Parkinson. Il joue également un rôle important dans certaines conditions neuropsychologiques, et l’abus courant de drogues, comme l’alcool, exercent une influence via ce qu’on appelle le système de récompense dopaminergique.

S’appuyant sur les nouvelles technologies émergentes de l’imagerie in vivo, sur l’optogénétique et des techniques transgéniques, l’équipe de FISHDOPA a étudié le réseau complexe de neurones DA chez le Danio rerio, plus connu sous le nom de poisson-zèbre.

Les gènes impliqués dans l’apprentissage du comportement de récompense

La professeure Petronella Kettunen, coordonnatrice du projet FISHDOPA, explique comment les chercheurs ont analysé les régions du cerveau et les voies de signalisation cellulaires impliquées lorsque le système DA est activé et qu’il entraîne une modification du comportement. «Les résultats ont montré une activation constante des populations neuronales DA dans deux zones du prosencéphale, appelées partie dorsale (Vd) et partie ventrale (Vv) du télencéphale ventral», explique la professeure Kettunen.

En utilisant la microscopie à capture laser, ils ont ensuite recueilli des échantillons d’ARNm dans les régions Vd et Vv et après le séquençage de nouvelle génération, l’équipe a pu voir quels gènes étaient exprimés lors de l’apprentissage du comportement de récompense. «Notre analyse bioinformatique préliminaire indique que si la Vd montre une régulation à la hausse des gènes associés à la signalisation dopaminergique avant l’apprentissage de récompense, la Vv montre une régulation à la hausse des gènes associés à l’apprentissage après l’apprentissage de la récompense,» souligne la professeure Kettunen. Cela implique clairement que la Vd est importante pour le traitement de la récompense et la Vv pour l’apprentissage de la récompense.

L’implication des résultats de FISHDOPA pour l’apprentissage et la dépendance

FISHDOPA a développé un paradigme comportemental pour étudier le lien entre récompense et apprentissage pour comprendre les mécanismes moléculaires qui sous-tendent ce comportement. En outre, l’utilisation de la microscopie par capture laser pour découper et prélever des échantillons de petites région du cerveau du poisson-zèbre adulte préalablement sectionné, l’extraction de l’ARNm et le séquençage de nouvelle génération sur les échantillons prélevés constitue un nouveau protocole.

FISHDOPA a démontré qu’il était possible d’utiliser à la fois des larves et des poissons zèbres adultes, ce qui représente une première dans le domaine des comportements de récompense. Cela ouvre la voie à de futures recherches et mises en application dans les domaines importants de la neurotransmission, de l’apprentissage et de la dépendance. «Le plus important, c’est que nous ayons identifié différentes zones du cerveau impliquées dans le système de récompense,» souligne la professeure Kettunen. «Nos données indiquent que les différentes régions du cerveau et les voies de signalisation sont solicités au cours de différents aspects du comportement.»

Éliminer les obstacles dans les défis de la recherche comportementale

Pourtant à la pointe de la recherche dans le domaine des comportements liés aux récompenses, l’équipe FISHDOPA a relevé de nombreux défis. «Beaucoup de méthodes/outils manquaient et les informations disponibles étaient limitées notamment en ce qui concerne la fonction cérébrale chez le poisson. Par conséquent, nous avons dû développer ou affiner une grande partie des méthodes utilisées, y compris les tests comportementaux, l’évaluation des anticorps et des poissons transgéniques à disposition», explique la professeure Kettunen.

Un autre défi consistait à manipuler et suivre le comportement délicat et complexe impliqué dans l’apprentissage du poisson-zèbre en libre mouvement, et à étudier à quel moment au cours du développement le comportement de récompense se développe chez les larves. Comme le souligne la professeure Kettunen, «plus les animaux sont âgés, plus vous êtes restreint en tant que scientifique par l’état d’avancement de la technologie disponible pour l’imagerie in vivo, par exemple.»

Les étapesà venir pour l’application clinique du système DA

À l’avenir, l’accent sera mis sur l’étude de la fonction des nouveaux gènes découverts lors de la recherche sur le projet et l’extension des investigations aux cascades de gènes humains. «En plus de la dopamine, d’autres voies de signalisation impliquées dans l’apprentissage des récompenses peuvent être étudiées et cela pourra être testé pharmacologiquement ou génétiquement dans de futures expériences», souligne la professeure Kettunen.

La dérégulation du système dopaminergique est associée à plusieurs maladies et syndromes psychiatriques et neurologiques, comme la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer, le TDAH et la dépression. En outre, la dopamine joue un rôle essentiel dans la dépendance. Comme le conclut la professeure Kettunen, «nous manquons encore de traitements efficaces et sûrs pour plusieurs de ces troubles liés au dysfonctionnement dopaminergique et de nouveaux outils développés dans FISHDOPA pourraient être d’une grande aide dans le processus de recherche de nouveaux traitements».

Mots-clés

FISHDOPA, DA, récompense, apprentissage, poisson-zèbre