Etude des disruptions métaboliques provoquées chez le modèle murin par l'ingestion d'Hypochoeris radicata (L.), plante toxique pour l'espèce équine. Validation de l'approche métabonomique par des études comportementales et par imagerie cérébrale.

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Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8
THÈSE En vue de l'obtention du DOCTORAT DE L'UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par L'institut National Polytechnique de Toulouse Discipline ou spécialité : Pathologie, Toxicologie, Génétique & Nutrition JURY Dr. EZAN Eric Rapporteur Dr. SOULIMANI Rachid Rapporteur Dr. SEBEDIO Jean-Louis Examinateur Pr. MARTINO Myriam Examinateur Pr. KOLF-CLAUW Martine Examinateur Dr. PARIS Alain Directeur de thèse Dr. PRIYMENKO Nathalie Codirectrice de thèse Ecole doctorale : SEVAB Unité de recherche : UMR 1089 INRA/ENVT Xénobiotiques Directeur(s) de Thèse : M. PARIS Alain et Mme. PRIYMENKO Nathalie Rapporteurs : Dr. EZAN Eric et Dr. SOULIMANI Rachid Présentée et soutenue par Céline DOMANGE Le 5 novembre 2008 Titre : Etude des disruptions métaboliques provoquées chez le modèle murin par l'ingestion d'Hypochoeris radicata (L.), plante toxique pour l'espèce équine. Validation de l'approche métabonomique par des études comportementales et par imagerie cérébrale.

  • signatures biologiques

  • spécimens de cerveaux pour les expérimentations préliminaires en imagerie

  • professeur martine

  • tri du matériel végétal

  • physico-chimie des molécules d'intérêt biologique de l'université


Publié le : samedi 1 novembre 2008
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Source : ethesis.inp-toulouse.fr
Nombre de pages : 340
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THÈSE


En vue de l'obtention du

DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE

Délivré par L'institut National Polytechnique de Toulouse
Discipline ou spécialité : Pathologie, Toxicologie, Génétique & Nutrition


Présentée et soutenue par Céline DOMANGE
Le 5 novembre 2008

Titre : Etude des disruptions métaboliques provoquées chez le modèle murin par
l'ingestion d'Hypochoeris radicata (L.), plante toxique pour l'espèce équine. Validation de
l'approche métabonomique par des études comportementales et par imagerie cérébrale.

JURY
Dr. EZAN Eric Rapporteur
Dr. SOULIMANI Rachid Rapporteur
Dr. SEBEDIO Jean-Louis Examinateur
Pr. MARTINO Myriam Examinateur
Pr. KOLF-CLAUW Martine Examinateur
Dr. PARIS Alain Directeur de thèse
Dr. PRIYMENKO Nathalie Codirectrice de thèse


Ecole doctorale : SEVAB
Unité de recherche : UMR 1089 INRA/ENVT Xénobiotiques
Directeur(s) de Thèse : M. PARIS Alain et Mme. PRIYMENKO Nathalie
Rapporteurs : Dr. EZAN Eric et Dr. SOULIMANI Rachid
































"J'ai toujours pensé que la science était un dialogue avec la nature.
Comme dans tout dialogue véritable, les réponses sont souvent inattendues."

Ilya Prigogine ("La fin des certitudes")
REMERCIEMENTS
________________________________________________________


De prime abord, je tiens à remercier très chaleureusement le Docteur Nathalie
Priymenko, Enseignante-chercheur en nutrition, botanique et toxicologie végétale à l’Ecole
Nationale Vétérinaire de Toulouse et le Docteur Alain Paris, Directeur de recherche en
Physiologie, métabolisme et signatures biologiques au laboratoire des Xénobiotiques de
l’INRA de Toulouse, sans qui cette thèse n’aurait jamais pu voir le jour. Qu’ils trouvent ici
l’expression de ma profonde et sincère reconnaissance. Leur conception de la recherche
comme un challenge sans avoir peur de délaisser pour un temps les approches trop
conventionnelles a permis d’initier avec succès les premiers travaux expérimentaux sur le
harper. Outre la rigueur indispensable à la recherche qu’ils ont su m’inculquer, leur appui
intellectuel ainsi que leur soutien moral m’auront été très bénéfiques tout au long de ces trois
années de thèse.

J’adresse aussi ma profonde gratitude à l’ensemble des membres du jury qui m’ont fait
l’honneur de juger mon travail :

Monsieur le Docteur Eric Ezan, Directeur de recherche au Laboratoire d'Etudes du
Métabolisme et des Médicaments du Commissariat à l’Energie Atomique de Saclay,
Monsieur le Docteur Rachid Soulimani, Docteur en Phytopharmacologie et
Neurosciences pharmacologiques de l’Université Henri Poincaré de Nancy I et de l’Université
de Metz,
Madame le Professeur Myriam Martino, Professeur au Laboratoire de Synthèse et
Physico-Chimie des Molécules d’Intérêt Biologique de l’Université Paul Sabatier de
Toulouse,
Madame le Professeur Martine Kolf-Clauw, Professeur en Pharmacie-Toxicologie à
l’Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse.
Monsieur le Docteur Jean-Louis Sébédio, Directeur de recherche dans l’unité de
Nutrition de l’INRA de Clermont-Ferrand/Theix.



Je souhaiterais remercier aussi Messieurs Jacques Tulliez et Jean-Pierre Cravedi pour
m’avoir accueillie au sein du laboratoire des Xénobiotiques de l’INRA de Toulouse.

Je remercie également l’ensemble de mes collègues du laboratoire des Xénobiotiques
pour leur aide précieuse, et plus précisément Florence et Raymond pour leur implication
dans la réalisation des expérimentations in vivo, leur savoir-faire, leur disponibilité et leur
bonne humeur ; Jérôme, Cécile, Christiane, Estelle et Françoise pour leur gentillesse et leur
implication dans mes travaux ; Delphine B. pour nos encouragements réciproques et pour
m’avoir supportée « dans son dos » pendant près de 3 ans ; Raymonde pour ses nombreuses
discussions et son soutien permanent ; Maysaloun, Raphaëlle, Adriana, Sabrina et
Delphine A. pour notre soutien mutuel.

C’est également avec grand plaisir que je remercie Monsieur le Docteur Henri
Schroeder et toute son équipe à l’URAFPA de l’Université Henri-Poincaré de Nancy (INPL-
UUP), INRA UC340 pour m’avoir acceptée et accueillie « moi et mes souris » durant les
expérimentations en comportement et pour leur professionnalisme.
Je suis aussi très reconnaissante à Monsieur le Docteur Amidou Traoré et à son
équipe, dont Guy Bielicki et Cécile Keller, pour le temps qu’ils ont su m’octroyer et pour la
rigueur dont ils ont fait preuve durant mes séjours à Theix.

Je tiens à remercier le Ministère de la Recherche pour m’avoir financée durant ces
trois années, ainsi que les membres de la Société Française de Métabolomique et
Fluxomique pour leur confiance et la bourse qu’ils m’ont décernée afin de participer au
Metabomeeting à Lyon en avril 2008.

Merci également à Mr Jean Christophe Deloulme, de l’équipe Physiopathologie du
cytosquelette de l’Unité Inserm 836 IRTSV du CEA de Grenoble, pour avoir accepté de nous
donner des spécimens de cerveaux pour les expérimentations préliminaires en imagerie et
pour sa bonne humeur lors des formations en neurologie.

J’adresse également mes plus profonds remerciements aux Docteurs Guillaume
Collignon et Antoine Casteignau pour leur implication, leur gentillesse et pour avoir, chacun
à leur manière, contribué à enrichir nos connaissances sur le harper. Un grand merci à Madame et Monsieur Lascaux, pour leur gentillesse, leur
disponibilité, leur persévérance et leur collaboration en tant que propriétaire de chevaux parmi
les plus durement touchés par cette maladie.

Je tiens à remercier plus particulièrement toutes les personnes qui ont largement
contribué à la collecte, au stockage et au tri du matériel végétal qui a servi à réaliser les 7
expérimentations animales : ma mère, Nathalie, Irène, Jean et Philipe Degos, travail de
l’ombre, travail ingrat, mais travail indispensable à l’accomplissement de cette thèse.
Merci à mon père pour avoir en quelques heures si bien retraduit ce qu’une photo
peine parfois à offrir ; précision et rigueur scientifiques, vision globale et esthétisme.


Enfin, je tiens à adresser tous mes remerciements et plus encore et dédie cette thèse au
plaisir de faire de la Recherche, à tous ceux qui m’ont suivie, soutenue, encouragée, avant et
durant cette thèse, mais surtout en deçà : à mes parents et mes frères, à Nathalie et Laurent, à
Fanny, Anne, Maysaloun, Raphaëlle, Delphine, à mes Amis, à tous ceux que j’aime, qui,
chacun à leur manière, sans forcément être présents, sans besoin de les nommer, se
reconnaîtront et à qui je dois beaucoup.


Mille Mercis à vous tous.














TABLE DES MATIERES Table des matières
___________________________________________________________________________
TABLE DES MATIERES


I. Chapitre I : Contexte et méthodes................................................................ 1
Introduction .......................................................................................................... 1
A. Contexte thématique ................................................................................................... 1
1. Harper australien ou Australian Stringhalt............................................................................. 2
1.1. Epidémiologie et historique ............................................................................................. 2
1.2. Symptomatologie clinique ............................................................................................... 6
1.3. Histopathologie................................................................................................................ 7
1.4. Diagnostic ......................................................................................................................13
1.5. Pronostic ........................................................................................................................ 15
1.6. Traitement.15
1.7. Etiologies : quelle est l’implication d’Hypochœris radicata L. ? .................................. 19
1.8. Prévention.23
2. Hypochœris radicata (L.) .................................................................................................... 24
Habitat............................................................................................................................ 24 2.1.
2.2. Etymologie 24
2.3. Description botanique et Biologie.................................................................................. 24
B. Approches, techniques et systèmes biologiques ...................................................... 30
1. La métabonomique : une approche globale ......................................................................... 30
1.1. Définition et généralités................................................................................................. 30
1.2. Principales techniques employées pour générer des données ........................................ 31
1.3. Princihniques statistiques utilisées ................................................................... 43
1.4. Métabonomique, pharmacocinétique et maladies .......................................................... 44
1.5. Limites et adaptations de la méthode............................................................................. 45
2. Autres méthodes d’exploration cérébrale ............................................................................ 47
2.1. Le cerveau, un « organe » atypique ............................................................................... 47
2.2. Les différentes techniques d’approche........................................................................... 47
2.3. L’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) .............................................................. 48
2.4. Approche comportementale chez l’animal de laboratoire.............................................. 56

II. Chapitre II : Données de métabonomique et d’imagerie .......................65
Introduction ........................................................................................................65
Présentation et objectifs de l’étude ....................................................................66 Table des matières
___________________________________________________________________________
A. Matériel et Méthodes ................................................................................................ 68
1. Etudes métabonomiques ....................................................................................................... 68
1.1. Réalisation des régimes alimentaires............................................................................. 68
1.2. Animaux ........................................................................................................................ 73
1.3. Obtention des données................................................................................................... 76
1.4. Analyses statistiques...................................................................................................... 80
2. Approche par IRM ................................................................................................................84
2.1. Expérimentations conduites........................................................................................... 84
2.2. Préparation et monitoring de l’animal dans l’aimant..................................................... 87
B. Résultats ..................................................................................................................... 90
1. Etudes métabonomiques.................................................................................................... 90
1.1. Expérimentation préliminaire sur rats : doses 1 et 3%................................................... 90
1.2. entation sur souris : variations métaboliques entre les doses 0, 3 et 9% ........ 103
2. Approche par IRM .......................................................................................................... 118
2.1. Etudes pilotes............................................................................................................... 118
2.2. Exploration par spectroscopie localisée des encéphales de souris in vivo après traitement
par 9% d’Hypochœris radicata............................................................................................................. 122
3. Analyses canoniques IRM/métabonomique .................................................................... 124
C. Discussion................................................................................................................. 126

III. Chapitre III : Données de comportement .............................................139
Introduction ......................................................................................................139
A. Matériel et Méthodes .............................................................................................. 142
1. Animaux.......................................................................................................................... 142
2. Expérimentation .............................................................................................................. 143
3. Exploration comportementale ......................................................................................... 144
3.1. Tests comportementaux révélant d’éventuels troubles locomoteurs............................ 145
3.2. Tests comportementaux révélateurs de l’état d’anxiété et de dépression .................... 148
3.3. Tests comportementaux sur la mémorisation spatiale et/ou temporelle....................... 152
3.4. Tests d’interactions sociales ........................................................................................ 155
4. Dépouillement des vidéos des tests comportementaux.................................................... 156
5. Analyses statistiques........................................................................................................ 156
B. Résultats ................................................................................................................... 158
1. Poids des animaux........................................................................................................... 158
2. Tests comportementaux................................................................................................... 158
2.1. Tests comportementaux pour révéler d’éventuels troubles locomoteurs et accéder au
comportement exploratoire................................................................................................................... 158 Table des matières
___________________________________________________________________________
2.2. Tests comportementaux attestant de l’état d’anxiété ................................................... 160
2.3. portementaux sur la mémorisation spatiale et/ou temporelle....................... 165
2.4. Test d’interaction sociale du résident/intrus ................................................................ 174
2.5. Résumé des différents tests.......................................................................................... 178
C. Discussion................................................................................................................. 179

IV. Chapitre IV : Explorations complémentaires .......................................191
Introduction ......................................................................................................191
A. Etude exploratoire du végétal ................................................................................ 193
1. Etude des variations intrinsèques au végétal ................................................................... 193
1.1. Matériel et Méthodes ................................................................................................... 193
1.2. Résultats.......................................................................................................................197
1.3. Discussion.................................................................................................................... 207
2. Etude métabonomique chez l’animal .............................................................................. 215
2.1. Matériel et méthodes.................................................................................................... 215
2.2. Résultats.217
2.3. Discussion 224
B. Etude exploratoire de l’impact métabonomique de la taurine............................ 226
1. Contexte scientifique....................................................................................................... 226
2. Expérimentation préliminaire sur rat............................................................................... 229
2.1. Matériel et méthodes 229
2.2. Résultats.......................................................................................................................230
3. Analyse des perturbations du métabolisme général et du métabolisme tissulaire (foie,
cerveau) chez la souris soumise à l’ingestion d’un régime contenant Hypochœris radicata et/ou de la
taurine…………........................................................................................................................................ 236
3.1. Matériel et méthodes.................................................................................................... 236
3.2. Résultats.237
3.3. Discussion 245


V. Chapitre V : Discussion générale et conclusion ......................................255
A. Les éléments de disruption métabolique analysés chez l’animal et les orientations
toxiques : ces éléments permettent d’expliquer le mode d’action des molécules thérapeutiques
utilisées chez le cheval................................................................................................................... 256
B. Les éléments recherchés chez le végétal à l’origine de disruptions métaboliques
induites chez l’animal qui l’ingère............................................................................................... 260 Table des matières
___________________________________________________________________________
C. L’apport de l’exploration globale du métabolisme chez l’animal et le végétal, à la
toxicologie…. ................................................................................................................................. 263

Références bibliographiques............................................................................275

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