Université Louis Pasteur Strasbourg I

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Université Louis Pasteur, Strasbourg I THESE Pour l'obtention du titre de Docteur de l'Université Louis Pasteur Discipline : Sciences de la Vie et de la Santé Aspect cellulaire et moléculaire de la biologie Spécialité: Neurosciences Présentée et soutenue publiquement le 12 novembre 2008 Par Jennifer FRANCOIS Conséquences fonctionnelles d'une lésion de la boucle entorhino-hippocampique Application à l'épilepsie temporale et à la schizophrénie Jury Dr Christophe BERNARD Rapporteur externe Pr Marie-José FREUND-MERCIER Rapporteur interne Pr Christian MARESCAUX Membre invité Dr Astrid NEHLIG Directrice de thèse Pr Terence O'BRIEN Membre invité Dr Marie-France SUAUD-CHAGNY Rapporteur externe

  • couleur rouge

  • remerciements au professeur jean-marie

  • sciences de la vie et de la santé aspect cellulaire

  • sincère remerciement

  • moments d'anxiété et de stress

  • lésion de la boucle entorhino-hippocampique


Publié le : samedi 1 novembre 2008
Lecture(s) : 105
Source : scd-theses.u-strasbg.fr
Nombre de pages : 330
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Université Louis Pasteur, Strasbourg I
THESE
Pour l’obtention du titre de Docteur de l’Université Louis Pasteur
Discipline : Sciences de la Vie et de la Santé
Aspect cellulaire et moléculaire de la biologie
Spécialité: Neurosciences
Présentée et soutenue publiquement le 12 novembre 2008
Par
Jennifer FRANCOIS
Conséquences fonctionnelles d’une lésion de la boucle
entorhino-hippocampique
Application à l’épilepsie temporale et à la schizophrénie
Jury
Dr Christophe BERNARD Rapporteur externe
Pr Marie-José FREUND-MERCIER Rapporteur interne
Pr Christian MARESCAUX Membre invité
Dr Astrid NEHLIG Directrice de thèse
Pr Terence O’BRIEN Membre invité
Dr Marie-France SUAUD-CHAGNY Rapporteur externe Remerciements
Le travail présenté dans cette thèse a été réalisé dans le laboratoire INSERM U666
« Physiopathologie clinique et expérimentale de la schizophrénie ».
J’adresse tout d’abord mes remerciements au Professeur Jean-Marie Danion pour m’avoir permis
de réaliser ce travail de thèse au sein de son unité.
Je souhaite aussi remercier tout particulièrement les membres de mon jury : Mme le Prof. Marie-
José Freund-Mercier, Mme le Dr Marie-Françoise Suaud-Chagny, Mr le Dr Christophe Bernard
Mr le Prof. Christian Marescaux et Mr le Prof. Terence O’Brien, pour avoir bien voulu accepter de
lire et de juger ce travail de thèse.
Je tiens ensuite à exprimer ma profonde gratitude au Dr Astrid Nehlig qui en plus de m’avoir
accueillie à bras ouverts dans son équipe m’a accompagnée, soutenue et conseillée tout au long de
ce travail. J’aimerais la remercier tout particulièrement pour la qualité de son encadrement, son
écoute dans tous les domaines qu’ils soient scientifiques et personnels et sa constante disponibilité.
Je tiens également à la remercier d’avoir toujours cru en moi et d’avoir su me le montrer dans les
moments difficiles ainsi que dans les moments (assez fréquents) où je suis entrée dans son bureau
avec mon regard penaud et cette fameuse phrase « il faudrait qu’on discute….. ». Pour tout cela, de
tout cœur merci…..
Je tiens à exprimer maintenant mes plus sincères remerciements a tout ceux sans qui cette thèse ne
serait probablement pas ce qu’elle est :
A Estelle, pour son calme dans les moments difficiles, sa rigueur et sa capacité à toujours mettre le
doigt sur ce petit truc qui manque…. Je tiens à la remercier également pour son aide précieuse lors
des expériences in vivo et surtout pour les clips des années 80 et les petites blagounettes en
powerpoint qui ont souvent rempli de bonne humeur et de rire notre bureau.
A Arielle, un GIGANTESQUE merci pour ses qualités artistiques (particulièrement concernant les
couleurs rouge, jaune et verte,…), pour ses heures passées au sein de la pièce noire avec pour seule
compagnie MCID (qu’elle adore) et pour ce côté maman que l’on aime tant …Pour son soutien, ses
encouragements, ses confitures, ses chinoiseries,…. Pour ce splendide petit sobriquet dont elle m’a
affublé ces dernières semaines « petit chef « l’ai-je vraiment mérité ???
Plus sérieusement, je tenais à vous remercier toutes les deux pour votre soutien durant l’ensemble
de ces quatre années de thèse, pour m’avoir soutenu et conseillé durant mes moments de doutes,
pour avoir supporter mes moments d’anxiété et de stress. Je tenais également simplement à vous
dire quel plaisir cela a été de travailler avec vous tous les jours.
Qu’on me permette de caresser l’espoir de remercier à la hauteur de sa participation à cette thèse,
la personne qui se fait surnommer « minimoi » (Katuschia de son vrai nom).
A toi, car sans ton côté psychopathe de la marge, les figures et les références n’aurait sans doute
pas été ce qu’elles sont actuellement.A toi ma belle pour ton soutien sans faille et de tous les instants, pour m’avoir supporté et aidé tout
au long des diverses phases de la rédaction de ma thèse et de ma vie en général.
A toi, pour tous ces « Hakuna Matata » et autres « Pac Man » dont tu as rempli mes journées ces
derniers mois.
Plus généralement à toi minimoi sans qui LabGirl n’aurait sans doute pas été la même….
A ma famille, tout simplement merci pour tout…. Votre amour, votre soutien et pour avoir toujours
cru en moi et en ma capacité à réussir.
Un petit merci particulier à mon papa pour m’avoir ouvert la voie et fait découvrir par
l’intermédiaire des globules rouges les joies de manipuler un microscope et de comprendre
comment l’humain fonctionne….. C’est sans doute un peu grâce à toi que j’en suis là !!!
A mon meilleur ami Benoît, sans qui tout simplement rien n’aurait été possible… je crois que dans
cette phrase là tout est dit !!!
A tous les autres étudiants du labo, Alice, Alexandre, Serge, Emmanuel, Sebastien, Francisca,
Claire, Aude... qui auront vu et pour la plupart vécu les mêmes épreuves que moi, pour les
discussions animées, les déjeuners amusants et les brainstorm sur des sujets divers et variés….
A mes amis en général, Christelle, Eric, Alice, Serge, Stéphane, Erwann, Amélie, Florence,
Matthieu, Julien, Ronald, Jean-Mi, Tsilla, Marc, Elodie, …A vous tous pour m’avoir permis de
passer les soirées d’après thèse dans des conditions exceptionnelles que ce soit chez Jeannette au
trou, au café des anges où n’importe où ailleurs….
A J. que j’ai rencontré probablement au pire moment et dont la patience de tous les instants, la
gentillesse et les attentions m’ont permis de surmonter ce passage difficile qu’est la fin de thèse de
la plus belle et la plus agréable des manières …Sommaire
LISTE DES PUBLICATIONS ET COMMUNICATIONS - 1 ­
LISTE DES ABREVIATIONS - 3 ­
AVANT PROPOS - 6 ­
I. L’épilepsie et la schizophrénie : deux pathologies si différentes ? - 7 ­
A. Rappels historiques - 7 ­
B. Des épileptiques schizophrènes ? - 9 ­
II. Similitude entre les deux pathologies - 10 ­
A. Histoire clinique - 10 ­
B. Structures cérébrales impliquées - 11 ­
III. Enjeux de recherche pour la compréhension de ces pathologies - 12 ­
IV. Objectifs de la thèse dans ce cadre - 13 ­
L’ EPILEPSIE DU LOBE TEMPORAL - 14 ­
CHAPITRE I : INTRODUCTION - 15 ­
I. Rappels historiques - 15 ­
II. Les épilepsies : généralités - 17 ­
A. L’épilepsie en quelques chiffres - 17 ­
B. Définition - 19 ­
C. Classification des crises et syndromes épileptiques - 19 ­
1. Classification des crises épileptiques - 19 ­
2. Classification des syndromes épileptiques - 21 ­
III. L’épilepsie du lobe temporal - 22 ­
A. Anatomie du lobe temporal - 23 ­
1. L’hippocampe - 23 ­
1.1 Le gyrus denté - 23 ­
1.2 La Corne d’Ammon - 25 ­
1.3. Connexions - 25 ­
2. Le complexe subiculaire - 26 ­
3. Le cortex entorhinal - 27 ­
3.1. Organisation en couches - 27 ­
3.2 La boucle entorhino-hippocampique - 29 ­
3.3 Connexions extrahippocampiques - 29 ­
4. Connexions sous-corticales - 29 ­
4.1 Connexions avec l’amygdale - 29 ­
B. Description clinique - 33 ­
1. Les crises : description clinique - 33 ­
2. Anomalies électroencéphalographiques - 34 ­
3. Symptômes cognitifs associés - 36 ­
C. Neuropathologie - 37 ­
1. Sclérose de l’hippocampe - 38 ­
2. Dommages dans les autres structures mésiotemporales - 40 ­
2.1 Le gyrus parahippocampique - 40 ­
2.2 L’amygdale - 41 ­2.3 Le thalamus - 41 ­
D. Traitements - 42 ­
1. Les traitements pharmacologiques - 42 ­
(Etude SANAD, (Marson et al., 2007) - 42 ­
2. La chirurgie - 42 ­
IV. L’EmLT : la conséquence d’une atteinte cérébrale précoce - 45 ­
A. Histoire clinique - 46 ­
B. Facteurs de susceptibilité - 47 ­
1. Prédisposition génétique - 47 ­
2. Les dysgénésies - 47 ­
C. Nature de l’agression cérébrale initiale - 48 ­
1. Les convulsions fébriles - 48 ­
2. L’état de mal convulsif - 49 ­
3. Traumatisme crânien et accident vasculaire cérébral - 49 ­
D. Agression cérébrale initiale et mort neuronale - 50 ­
1. Agression initiale et sclérose hippocampique - 50 ­
2. Agression initiale et lésions extrahippocampiques - 50 ­
3. Théorie de l’excitotoxicité - 51 ­
E. Agression cérébrale initiale et épileptogenèse - 54 ­
1. L’inflammation - 54 ­
2. La neurogénèse - 54 ­
3. L’angiogénèse - 55 ­
4. Le bourgeonnement des fibres moussues - 55 ­
V. Modélisation animale : Le modèle lithium-pilocarpine - 58 ­
A. Intérêt de la modélisation - 58 ­
B. Le modèle lithium-pilocarpine - 58 ­
1. Choix du modèle - 58 ­
2. Caractéristiques comportementales et EEG - 60 ­
2.1 Caractéristiques de l’état de mal - 60 ­
2.2 Caractéristiques de la phase de latence - 61 ­
2.3 Caractéristiques de la phase chronique - 62 ­
3. Mécanismes d’initiation de l’état de mal - 62 ­
4. Neuropathologie - 65 ­
4.1 Etendue des dommages - 65 ­
4.2 Evolution des dommages - 66 ­
CHAPITRE II : OBJECTIFS - 68 ­
CHAPITRE III : SECTION EXPERIMENTALE - 71 ­
I. Effet neuroprotecteur et antiépileptogène d’une bithérapie associant le topiramate et le
diazepam - 71 ­
A. Objectifs de l’étude - 71 ­
B. Matériels et méthodes - 73 ­
1. Protocole - 73 ­
2. Suivi temporel des lésions en imagerie par résonance magnétique - 73 ­
2.1 Principe - 73 ­
2.2 Appareillage - 74 ­
2.3 Protocole - 74 ­
C. Principaux résultats - 74 ­
1. Pertes neuronales consécutives à l’EdM - 74 ­
2. Epilepsie consécutives à l’EdM - 77 ­
3. Evolution des lésions : mesure des temps de relaxation T2 - 77 ­
D. Conclusion - 77 ­
II. Effet neuroprotecteur et antiépileptogène du carisbamate - 79 ­
A. Objectifs de l’étude - 79 ­
B. Matériels et méthodes - 79 ­
1. Protocole - 79 ­2. Enregistrement EEG par télémétrie - 81 ­
2.1 Principe - 81 ­
2.2 Appareillage - 82 ­
2.3 Chirurgie - 82 ­
C. Principaux résultats - 83 ­
1. Pertes neuronales consécutives à l’EdM - 83 ­
2. Epilepsie consécutive à l’EdM - 83 ­
3.1 Caractéristiques de la phase aiguë - 84 ­
3.2 Caractéristiques de la phase de latence - 84 ­
3.3 Caractéristiques de la phase chronique - 84 ­
D. Conclusion - 85 ­
CHAPITRE IV : DISCUSSION - 87 ­
I. Neuroprotection et épileptogenèse - 87 ­
A. Antiépileptiques et neuroprotection - 87 ­
1. Les antiépileptiques anciens - 88 ­
1.1 Les benzodiazépines - 88 ­
1.2 Le phénobarbital (PHB) - 88 ­
1.3 Le valproate - 89 ­
2. Les antiépileptiques récents - 89 ­
2.1 Le vigabatrin - 89 ­
2.2 Le prégabalin - 89 ­
2.3. La Lamotrigine - 90 ­
2.4. La tiagabine - 90 ­
2.5. Le topiramate - 90 ­
2.6. Le carisbamate - 91 ­
B. Autres stratégies de neuroprotection - 92 ­
1. Le régime cétogène - 92 ­
2. Les antioxydants - 92 ­
3. Les hormones - 93 ­
D. Apports de ces stratégies pour la compréhension des mécanismes d’épileptogenèse - 94
-
II. Sévérité de l’agression initiale et épileptogenèse - 100 ­
A. Effet du CRS sur l’état de mal - 100 ­
B. Sévérité d’un état de mal et conséquences sur l’épileptogenèse - 101 ­
III. Epilepsie temporale et épilepsie absence : un lien entre le système thalamo-cortical et le
système limbique ? - 104 ­
A. Lien anatomique entre la boucle thalamo-corticale et le système limbique - 104 ­
B. Lien fonctionnel entre la boucle thalamo-cortical et le système limbique - 106 ­
C. Hypothèse d’une inhibition réciproque - 107 ­
IV. Perspectives cliniques - 109 ­
A. Traitement par le CRS de l’agression initiale - 109 ­
1. Traitement de l’état de mal - 109 ­
2. Traitement du traumatisme crânien - 110 ­
3. Traitement des convulsions fébriles complexes - 111 ­
B. Identification des patients à risque - 112 ­
V. Conclusion - 114 ­
LA SCHIZOPHRENIE - 116 ­
CHAPITRE I : INTRODUCTION - 117 ­
I. Rappels historiques - 117 ­II. Description clinique - 118 ­
A. La schizophrénie en quelques chiffres - 119 ­
B. Symptomatologie - 119 ­
C. Décours temporel - 120 ­
D. Traitements - 123 ­
1. Les neuroleptiques - 123 ­
2. Les autres thérapies - 124 ­
III. Physiopathologie - 126 ­
A. Perturbations neuroanatomiques - 126 ­
1. Les anomalies macroscopiques - 126 ­
2. Les anomalies histologiques - 126 ­
B. Perturbations neurochimiques - 128 ­
1. Hypothèse dopaminergique - 129 ­
2. Hypothèse glutamatergique - 130 ­
3. Hypothèse sérotoninergique - 130 ­
C. Neurotransmission GABAergique et schizophrénie - 131 ­
1. Le GABA : généralités - 132 ­
2. Les interneurones GABA - 132 ­
3. Perturbation du système GABA dans la schizophrénie - 134 ­
IV. La schizophrénie : un trouble du développement cérébral - 136 ­
A. Perturbations précoces du développement cérébral - 137 ­
1. Facteurs génétiques - 137 ­
2. Facteurs environnementaux - 140 ­
2.1 Les facteurs saisonniers - 141 ­
2.2 Les facteurs prénatals - 141 ­
2.3 Les facteurs périnatals - 143 ­
B. Données cliniques - 143 ­
C. La conséquence de cette perturbation précoce du neurodéveloppement: une dysconnexion ?- 144 ­
2.1 La connectivité locale - 145 ­
2.2 La connectivité entre les structures cérébrales - 145 ­
2.3 La connectivité erronée - 146 ­
V. Modélisation animale - 150 ­
A. Comment modéliser la schizophrénie ? - 150 ­
1. Modélisation des symptômes positifs et négatifs - 150 ­
2. Modélisation des déficits cognitifs - 151 ­
B. Les modèles pour la schizophrénie - 152 ­
1. Les modèles pharmacologiques - 152 ­
2. Les modèles neurodéveloppementaux - 152 ­
2.1. Les modèles génétiques - 153 ­
2.2. Les modèles d’infections in utero - 153 ­
2.3. Les modèles de stress prénatals - 153 ­
2.4. Les modèles lésionnels - 154 ­
C. Le modèle Lipska-Weinberger - 156 ­
2. Formation hippocampique et schizophrénie - 156 ­
3. Description du modèle : caractéristiques comportementales - 158 ­
4. Caractéristiques neurochimiques - 159 ­
4.1. Neurotransmission dopaminergique - 159 ­
4.2. Neurotransmission glutamatergique - 160 ­
5. Evidence d’une pathologie préfrontale - 160 ­
6. Validité pharmacologique - 161 ­
CHAPITRE II : OBJECTIFS - 163 ­
CHAPITRE III : SECTION EXPERIMENTALE - 165 ­
I. Conséquence d’une lésion néonatale de l’hippocampe ventral sur le métabolisme cérébral
basal chez le rat adulte et en développement - 165 ­
A. Objectifs de l’étude - 165 ­

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