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François Georges et Stéphanie Caillé dans J of Neurosci.

CB1-dependent potentiation of the Infralimbic cortex-BNST pathway is crucial to elicit cue-induced nicotine seeking

Le 9 avril 2014

Nicotine Self-Administration Induces CB1-Dependent LTP in the Bed Nucleus of the Stria Terminalis. Reisiger AR, Kaufling J, Manzoni O, Cador M, Georges F, Caillé S.
J Neurosci. 2014 Mar 19;34(12):4285-92. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3149-13.2014.




A l’origine de cette nouvelle étude est un travail original que nous menons en collaboration avec François Georges depuis plusieurs années et qui s’intéresse au rôle de la voie cortex infralimbique (ILCx) –Noyau du lit de la Strie Terminale (BNST)- Aire Tegmentale Ventrale (VTA) dans l’acquisition du comportement de prise volontaire de nicotine (Caillé et al, 2009 ; ANR Programme blanc 2010, « NICOPLASTIC »). L’objectif ici était de poursuivre l’investigation afin d’examiner plus spécifiquement le rôle du ILCx et du BNST dans l’apprentissage de l’association entre les effets renforçants de la nicotine et la délivrance du stimulus associé. La question était de déterminer si une plasticité synaptique se développait entre l’ILCx et le BNST après une expérience de prise volontaire de nicotine (auto-administration intraveineuse), en réponse à une stimulation du ILCx à une fréquence physiologique (10 Hz). Afin de démontrer un rôle causal, nous avons également examiné si la stimulation électrique de la voie ILCx - BNST modifiait le comportement opérant pour la nicotine : nous avons examiné les conséquences sur les comportements de prise et de recherche de nicotine.



Grâce à la combinaison de nos expertises en pharmacologie comportementale et électrophysiologie in vivo, nous avons montré que la stimulation à 10Hz du ILCx induit une potentialisation à long terme (LTP) dans le BNST pour les animaux ayant eu une prise volontaire prolongée de nicotine, mais pas pour ceux ayant reçu la nicotine de façon passive. Cette LTP est contrôlée par les récepteurs CB1 dans le BNST. En outre, cette neuroplasticité persiste après 30 jours d'abstinence forcée de nicotine alors qu’une extinction du comportement opérant provoque une dépression à long terme (LTD). Enfin, la stimulation électrique du ILCx favorise le comportement de recherche de nicotine pendant les périodes où la drogue n'est pas disponible.


En conclusion, cette LTP semble contribuer à un comportement stimulus-réponse inadapté
qui pourrait être responsable de la vulnérabilité à la rechute induite par les stimuli associés à la prise de drogue.

 

Abstract
Nicotine Self-Administration Induces CB1-Dependent LTP in the Bed Nucleus of the Stria Terminalis.
Reisiger AR (1), Kaufling J (3), Manzoni O (2), Cador M (1), Georges F (3), Caillé S (1).
J Neurosci. 2014 Mar 19;34(12):4285-92. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3149-13.2014.

1.Université de Bordeaux, INCIA, BP31, F-33076 Bordeaux, France, Centre National de la Recherche Scientifique, UMR5287 INCIA, F-33076 Bordeaux, France,
2. INSERM U901, F-13009 Marseille, France, Université de la Méditerranée UMR S901, Aix-Marseille 2, France, INMED, F-13009 Marseille, France,
3. Université de Bordeaux, Interdisciplinary Institute for Neuroscience, UMR5297, F-33000 Bordeaux, France, and Centre National de la Recherche Scientifique, Interdisciplinary Institute for Neuroscience, UMR5297, F-33000 Bordeaux, France.

Nicotine addiction is characterized by repetitive drug taking and drug seeking, both tightly controlled by cannabinoid CB1 receptors. The responsiveness of neurons of the bed nucleus of the stria terminalis (BNST) to infralimbic cortex (ILCx) excitatory inputs is increased in rats with active, but not passive, nicotine taking. Therefore, we hypothesize that acquisition of the learned association between nicotine infusion and a paired cue light permits the strengthening of the ILCx-BNST synapses after ILCx tetanic stimulation. We exposed rats to intravenous nicotine self-administration for 2 months. Using a combination of in vivo protocols (electrical stimulations, extracellular recordings, and pharmacological manipulations), we characterized the effects of 10 Hz stimulation of the ILCx on BNST excitatory responses, under different conditions of exposure to nicotine. In addition, we tested whether the effects of the stimulation were CB1 receptor-dependent. The results show that nicotine self-administration supports the induction of evoked spike potentiation in the BNST in response to 10 Hz stimulation of ILCx afferents. Although not altered by nicotine abstinence, this cellular adaptation was blocked by CB1 receptor antagonism. Moreover, blockade of BNST CB1 receptors prevented increases in time-out responding subsequent to ILCx stimulation and decreased cue-induced reinstatement.

Thus, the synaptic potentiation within the BNST in response to ILCx stimulation seems to contribute to the cue-elicited responding associated with nicotine self-administration and is tightly controlled by CB1 receptors.

 

 

Stéphanie Caillé-Garnier (stephanie.garnier @ u-bordeaux.fr)
Dernière mise à jour le 10.04.2014

First author


Anne Ruth REISIGER
PhD student Research Team : Neuropsychopharmacology of Addiction – Martine Cador Institut de Neurosciences Cognitives et Intégratives d’Aquitaine CNRS UMR 5287, Université Bordeaux

anneruth.reisiger@gmail.com