Présentée par Peggy JOUVERT UNIVERSITÉ LOUIS PASTEUR DE STRASBOURG THÈSE

UNIVERSITÉ LOUIS PASTEUR DE STRASBOURG
UFR DES SCIENCES DE LA VIE
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THÈSE
Présentée par Peggy JOUVERT
Pour l’obtention du diplôme de :
Docteur de l’Université Louis Pasteur
Discipline Neurosciences
Régulations de l’expression du gène egr-1 en
réponse à des traitements aigu ou répété de
cocaïne dans le cerveau de rat
Soutenue le 13 janvier 2003 devant la commission d’examen :
Docteur Dominique AUNIS Président du Jury
Professeur Alain BERETZ Rapporteur Interne
Docteur Valérie DAUGÉ Rapporteur Externe
Professeur André NIEOULLON Rapporteur Externe
Docteur Jean ZWILLER Directeur de Thèse

REMERCIEMENTS
Le travail de thèse exposé dans ce mémoire a été réalisé au sein de l’Unité 338 de l’INSERM à
Strasbourg sous la direction du Docteur Jean Zwiller.
Je remercie le Docteur Valérie Daugé et les Professeurs Alain Beretz et André Nieoullon d’avoir accepté
de siéger dans ce jury de thèse et de m’avoir fait l’honneur d’examiner ce travail.
Je remercie le Docteur Dominique Aunis de m’avoir accueillie dans son unité de recherche et d’avoir
présidé ce jury.
Je remercie Jean pour sa passion de la neurobiologie et de la Science qu’il a su me faire partager. Je tiens à
lui exprimer ma reconnaissance pour la disponibilité et l’aide précieuse qu’il m’a accordées tout au long de
ces années. J’ai beaucoup appris à travers nos longues conversations scientifiques et diverses.
Au cours des années passées à Strasbourg, j’ai eu la chance et la joie d’évoluer dans différents cocons qui
m’ont permis de profiter de chaque instant. Le premier est celui du laboratoire et de mon initiation au
monde professionnel. Je remercie Marie-Odile pour ses petits gâteaux, sa disponibilité et son soutien
quotidiens; Nathalie pour ses encouragements lors de mon arrivée, nos longues conversations et son amitié
fidèle depuis Baltimore; Claude pour son humour et l’efficacité de ses recherches sur le net; Jean-Bernard
pour son enthousiasme; Keith pour son humour "so british" et ses aides technique et linguistique; Isabelle,
Laurence et Raphaël pour leur gentillesse.
J’adresse également mes remerciements à Serge Gobaille pour l’initiation aux micro-injections avec
disponibilité et sympathie; Anelise Lazaris et Suzanne Cassel pour nos conversations amicales et leur
aide technique si précieuse; Sylvie Dirrig-Grosch pour les observations en microscopie confocale; Laure
Pain pour son aimable collaboration au cours du projet "Propofol". Je remercie l’ensemble des membres de
l’Unité U338 (nouvellement U575) et du Centre de Neurochimie qui ont pu m’aider d’une façon ou
d’une autre au cours de ces années.
Un grand merci aux moniteurs/monitrices et les responsables d’enseignement que j’ai eu le plaisir de
côtoyer au cours de mon service de monitorat.
Le deuxième cocon dans lequel j’ai évolué au cours de ces années est ma famille "adoptive". Je remercie
mes "sœurs" Claire et Pauline pour les années partagées ensemble au quotidien. Je les remercie pour tous
les passionnants instants, les joies et les peines qu’on a traversé ensemble. Je remercie également "tonton"
Alexandre qui en quelques mois a su m’initier à sa belle philosophie de vie.
Je remercie mes amis théâtreux pour les inoubliables moments partagés: GG, Francky, Fred et Num; mes
amis scientifiques statutaires ou (ex-) thésards de l’Esplanade: Fred, Marco et Steph pour leurs week-
ends "découvertes" ponctués de photos concepts et aussi Anne-Marie, Yannick, Jean-Luc, Olive, Nico,
Karine, Christian, Valérie, Julien, Amar, Amyaouch, Stéphanie.
Je remercie les physiciens du LDFC (merci Simona et Rémi pour les vacances géniales à Rome), les
chimistes et "biologues" d’Illkirch que j’ai eu le plaisir de rencontrer au cours d’évènements festifs et variés.

Ainsi que mes amis non scientifiques: Aurore et Fabio. Je voudrais remercier les amis d’avant Strasbourg
qui me sont restés fidèles malgré l’éloignement géographique: Yann, Bruno, Véro, Rachel, Cécile,
Laurent, Caro, Ariane, Béa.
Mes derniers remerciements iront à ma famille, mon troisième cocon. Je remercie mes parents, mon frère,
Carine, mes grands-mères, mes cousines-cousins et leurs "p’tits bouts de chou", mes tantes et oncles de
m’avoir soutenue à plus d’un titre au cours de ces longues études. Merci d’être toujours présents.

TABLE DES MATIÈRES
LISTE DE PUBLICATIONS _____________________________________ 1
TABLE DES ILLUSTRATIONS __________________________________ 2
TABLEAUX _________________________________________________ 5
LISTE DES ABRÉVIATIONS____________________________________ 6
DONNÉES BIBLIOGRAPHIQUES _______________________________ 11
Chapitre I. Les psychostimulants_______________________________________ 12
A. Généralités_______________________________________________________ 12
1. La cocaïne ________________________________________________________ 12
2. Les amphétamines substituées _________________________________________ 14
B. Effets psychotropes des stimulants ___________________________________ 16
1. Eléments de cinétique________________________________________________ 16
2. Effets d’une prise unique _____________________________________________ 17
3. Effets d’une consommation abusive _____________________________________ 17
C. Effets somatiques des psychostimulants ______________________________ 18
1. Manifestations neurologiques __________________________________________ 18
2. Activité anesthésique locale ___________________________________________ 19
3. Toxicité cardio-vasculaire _____________________________________________ 19
4. Toxicité pulmonaire _________________________________________________ 20
5. Toxicités diverses ___________________________________________________ 20
Chapitre II. Les neurotransmissions impliquées dans la réponse aux
psychostimulants ____________________________________________________ 21
A. Le système dopaminergique ________________________________________ 21
1. La dopamine_______________________________________________________ 21
2. La synapse dopaminergique ___________________________________________ 24
3. Le système dopaminergique ___________________________________________ 33
B. Interaction avec le système GABAergique _____________________________ 41
1. Le GABA_________________________________________________________ 41
2. Les récepteurs du GABA _____________________________________________ 42
3. Le système GABAergique_____________________________________________ 46
C. Interaction avec le système glutamatergique ___________________________ 50
1. Le glutamate_______________________________________________________ 50
2. La synapse glutamatergique____________________________________________ 53
3. Le système glutamatergique ___________________________________________ 58
D. Effets neurobiologiques des psychostimulants _________________________ 61
1. Cibles moléculaires __________________________________________________ 61
2. Circuits impliqués dans les effets renforçants des drogues_____________________ 62
Chapitre III. La voie de transduction du GMPc ___________________________ 69
A. Les peptides natriurétiques _________________________________________ 69
1. Synthèse et localisation _______________________________________________ 69
2. Les récepteurs des peptides natriurétiques_________________________________ 71
3. Rôles physiologiques_________________________________________________ 73
B. Le GMPc ________________________________________________________ 75
1. Synthèse du GMPc__________________________________________________ 75
2. Cibles ____________________________________________________________ 76

C. Les protéine kinases dépendant du GMPc (PKG) _______________________ 78
1. Les différentes isoformes _____________________________________________ 78
2. Mode d’action______________________________________________________ 80
3. Fonctions et substrats des PKG ________________________________________ 82
Chapitre IV. Les gènes à réponse précoce________________________________ 85
A. Les gènes de la famille egr __________________________________________ 85
1. Le gène précoce egr-1 et son promoteur __________________________________ 85
2. Le gène egr-2 _______________________________________________________ 88
3. Le gène egr-3 _______________________________________________________ 88
B. Les facteurs de transcription Egr_____________________________________ 89
1. Le facteur de transcription Egr-1 _______________________________________ 90
2. Le facteur de transcription Egr-2 _______________________________________ 91
3. Le facteur de transcription Egr-3 _______________________________________ 91
C. Expression des gènes egr dans le SNC ________________________________ 92
1. Expression d’egr-1 dans le SNC_________________________________________ 92
2. Expression d’egr-2 dans le cerveau mature_________________________________ 93
3. Expression du gène egr-3______________________________________________ 94
D. Rôles des facteurs de transcription Egr _______________________________ 96
1. Rôles du facteur de transcription Egr-1___________________________________ 96
2. Rôle d’Egr-2_______________________________________________________ 97
3. Rôles d’Egr-3 ______________________________________________________ 97
E. Les co-répresseurs transcriptionnels NAB _____________________________ 98
1. Généralités ________________________________________________________ 98
2. Expression de NAB1 ________________________________________________ 98
3. Expression de NAB2 ________________________________________________ 98
MATÉRIEL ET MÉTHODES ___________________________________ 100
A. Préparation des animaux __________________________________________ 101
1. Implantations stéréotaxiques de guide canules ____________________________ 101
2. Transfert de gène in vivo _____________________________________________ 103
3. Microdialyse sur animal vigile _________________________________________ 104
4. Injection intra-péritonéale____________________________________________ 105
5. Perfusion intra-cardiaque ____________________________________________ 105
6. Prélèvement de structures cérébrales____________________________________ 107
7. Préparation de synaptosomes _________________________________________ 107
B. Analyse des ARN messagers par hybridation in situ ____________________ 109
1. Linéarisation des plasmides___________________________________________ 109
2. Marquage de la sonde _______________________________________________ 109
3. Hybridation in situ proprement dite_____________________________________ 111
C. Etudes immunologiques __________________________________________ 113
1. Origine des anticorps _______________________________________________ 113
2. "Western Blot" ____________________________________________________ 113
3. Marquage immunohistochimique ______________________________________ 114
4. Double marquage immunocytochimique_________________________________ 115
5. Observations en microscopie confocale et électronique _____________________ 116
D. Test de mobilité électrophorétique __________________________________ 117
1. Extraction des protéines nucléaires_____________________________________ 117
2. Détection du complexe ADN-protéines _________________________________ 118
E. Mesure de l’activité enzymatique de la PKG __________________________ 120
F. Mesure de l’activité locomotrice spontanée ___________________________ 121