Projet ANR-12-BSV4-0024 – GENETIC RAT : Création de rats transgéniques pour étudier des polymorphismes humains prédisposant au tabagisme
Programme : Blanc - SVSE 4 - Neurosciences (Blanc SVSE 4)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Uwe MASKOS (Neurobiologie intégrative des systèmes cholinergiques)
Partenaires : Neurosciences Paris-Seine; Unité de Neurobiologie Intégrative des Systèmes Cholinergiques
Montant : 399999.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 36 mois
Résumé : Rôle des altérations génétiques humaines dans la dependence tabagiqueOn propose d’étudier des polymorphisms humains qui prédisposent au tabagisme. Ces alterations génétiques humaines seront introduites dans des modèles-animaux, et leur comportement sera étudié.
On devra créer des rats transgéniques contenant ces polymorphisms humains, et les analyser.Le but premier de ce projet est de créer un nouveau modèle de rat transgénique exprimant l’a5SNP (Tga5SNP) ainsi qu’un rat ayant une invalidation du gène a5 (a5KO) à des fins de comparaison. Nous proposons d’utiliser la technologie de Zinc Finger Nucleases (ZFNs) qui induit des cassures des 2 brins d’ADN de manière séquence-spécifique lorsqu’ils sont injectés dans le noyau d’un embryon à une cellule. Ces cassures peuvent êtres réparés par recollage non homologue (induisant des modifications de la séquence, et donc des KO) ou par recombinaison homologue (conduisant à la création d’animaux avec une insertion de gène, si la séquence de ce gène a été injecté en même temps que les ZFNs).Nous allons ensuite évaluer leurs performances dans le meilleur modèle d’addiction à la nicotine : l’auto- administration intraveineuse de nicotine chez le rat. Après la caractérisation d’une modification comportementale chez ces rats transgéniques dans ce paradigme, nous voulons évaluer la contribution de voies neuronales spécifiques dans leur phénotype en leur faisant ré-exprimer la sous-unité a5 sauvage.
Création de rats transgéniques, et leurs analysesCe projet propose donc de combiner deux techniques innovantes pour créer un rat model de l’ a5SNP et un rat a5KO et réexprimer chez ces rats la version sauvage de la sous-unité a5 dans des voies neuronales spécifiques afin d’étudier la participation précise de l’ a5SNP dans des comportements associées à l’addiction à la nicotine tels que l’acquisition et le maintient de l’auto-administration à différentes doses de nicotine, ainsi que sa réinstallation après extinction. Nous prévoyons qu’au moins un de ces comportements sera altéré chez les rats transgéniques et que la réexpression de la version sauvage de la sous-unité a5 dans l’une des voies neuronales spécifiques restaurera un comportement normal. L’analyse de l’activiténeuronale de ces rats pendant le comportement d’auto-administration de nicotine nous permettra de mieux comprendre le mécanisme d’action de la nicotine sur les nAChRs contenant les sous unités a5 ou a5SNP au niveau neuronal lors de comportements associés à l’addiction à) la nicotine. Les résultats de ce projet pourraient conduire au développement de nouvelles thérapeutiques efficaces ciblant la sous-unité a5 pour combattre l’addiction au tabac.
Résumé de la soumission : La consommation de tabac entraine environ 5 millions de décès par an dans le monde, il est donc nécessaire de trouver de nouvelle thérapeutiques efficaces pour traiter cette addiction. La nicotine est le principal composé psychoactif du tabac conduisant à l’addiction. Elle exerce son action primaire via les récepteurs neuronaux nicotiniques à acétylcholine  (nAChRs).Récemment, des études d’association pangénomique chez l’Homme  ont identifié un variant génétique dans la région codante pour la sous-unité a5 des nAChRs (a5SNP) qui augmente significativement le risque de dépendance au tabac. De plus, ce a5SNP est très représenté dans la population générale (par exemple 40% en Europe et 50% au moyen orient).Le but premier de ce projet est de créer un nouveau modèle de rat transgénique exprimant l’a5SNP (Tga5SNP) ainsi qu’un rat ayant une invalidation du gène a5 (a5KO) à des fins de comparaison. Nous proposons d’utiliser la technologie de Zinc Finger Nucleases (ZFNs) qui induit des cassures des 2 brins d’ADN de manière séquence-spécifique lorsqu’ils sont injectés dans le noyau d’un embryon à une cellule. Ces cassures peuvent êtres réparés par recollage non homologue (induisant des modifications de la séquence, et donc des KO) ou par recombinaison homologue (conduisant à la création d’animaux avec une insertion de gène, si la séquence de ce gène a été injecté en même temps que les ZFNs).Nous allons ensuite évaluer leurs performances dans le meilleur modèle d’addiction à la nicotine : l’auto-administration intraveineuse de nicotine chez le rat. Après la caractérisation d’une modification comportementale chez ces rats transgéniques dans ce paradigme, nous voulons évaluer la contribution de voies neuronales spécifiques dans leur phénotype en leur faisant ré-exprimer la sous-unité a5 sauvage.Notre projet à 4 objectifs:1. Utiliser la technologie de ZFN pour générer des rats transgéniques exprimant l’ a5SNP à la place de l’a5 sauvage (Tga5SNP) et des rats KO pour la sous-unité a5 (a5KO).2. Evaluer le comportement de ces rats transgéniques dans différentes phases de l’auto-administration intraveineuse de nicotine telles que l’acquisition et le maintient de l’auto-administration ainsi que l’extinction et la réinstallation de la recherche de nicotine.3. Utiliser une nouvelle stratégie lentivirale pour réexprimer la sous-unité a5 sauvage dans les neurones DA mesolimbique ou dans la voie Habenulo-interpedonculaire chez les rats transgéniques et réevaluer leur comportement d’auto-administration de nicotine.4. Enregistrer simultanément l’activité de plusieurs neurones des voies DA mesolimbique ou Habenulo-interpedonculaire chez les rats transgéniques (reexprimés ou non) pendant différentes phases du comportement d’auto-administration de nicotine. Ce projet propose donc de combiner deux techniques innovantes pour créer un rat model de l’ a5SNP et un rat a5KO et réexprimer chez ces rats la version sauvage de la sous-unité a5 dans des voies neuronales spécifiques afin d’étudier la participation précise de l’ a5SNP dans des comportements associées à l’addiction à la nicotine tels que l’acquisition et le maintient de l’auto-administration à différentes doses de nicotine, ainsi que sa réinstallation après extinction. Nous prévoyons qu’au moins un de ces comportements sera altéré chez les rats transgéniques et que la réexpression de la version sauvage de la sous-unité a5 dans l’une des voies neuronales spécifiques restaurera un comportement normal. L’analyse de l’activité neuronale de ces rats pendant le comportement d’auto-administration de nicotine nous permettra de mieux comprendre le mécanisme d’action de la nicotine sur les nAChRs contenant les sous unités a5 ou a5SNP au niveau neuronal lors de comportements associés à l’addiction à) la nicotine. Les résultats de ce projet pourraient conduire au développement de nouvelles thérapeutiques efficaces ciblant la sous-unité a5 pour combattre l’addiction au tabac.
Résultats : à venir
Perspectives : Ce travail devra créer un intérêt majeur de la part de l’industrie pharmaceutique pour developer de nouvelles molecules qui ciblent ces polymorphismes humains
Publications et brevets : à venir