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Rôle des récepteurs nicotiniques dans différentes formes de mémoire chez labeille Apis mellifera ----- Matthieu DACHER Sous la direction de Monique Gauthier.

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1 Rôle des récepteurs nicotiniques dans différentes formes de mémoire chez labeille Apis mellifera Matthieu DACHER Sous la direction de Monique Gauthier

2 La mémoire chez labeille Létude de la mémoire –Conservation dinformations = traces mnésiques –Nature de la trace (plasticité comportementale) –Support de la trace (plasticité nerveuse) Labeille : un modèle détude de la mémoire –Elle manifeste un comportement élaboré –Son cerveau peut être facilement étudié –Plusieurs protocoles de conditionnements

3 Le conditionnement olfactif

4 Le conditionnement mécanosensoriel Daprès Erber et al. 1998, JCPA 183

5 Opérations de la mémoire Formation et nature de la mémoire Apprentissage Trace mnésique Consolidation Rappel

6 Différentes phases de la mémoire Formation et nature de la mémoire Opérations de la mémoire 1 essai dapprentissage MMT (3 heures … et plus) 3/5 essais dapprentissage MLT (à partir de 24 heures)

7 Le NO : dissociation de la MLT et de la MMT –NO spécifiquement requis pour MLT après un apprentissage en plusieurs essais Support neuronal de la trace mnésique Apprentissage Trace mnésique Consolidation Rappel Pas de MLT sans NO

8 Principal neurotransmetteur excitateur Récepteurs nicotiniques –Seraient constitués de plusieurs sous-unités ; 11 gènes –Récepteurs ionotropes –Couplage récepteurs nicotiniques/NO synthase Rôle de lacétylcholine dans la mémoire

9 Récepteurs nicotiniques chez le vertébré –Deux catégories : insensibles/sensibles à lα-bungarotoxine –Antagonistes nicotiniques = drogues interférant avec le fonctionnement du récepteur (MLA, DHE, mécamylamine) Chez labeille –Pas dinformations chez ladulte –Autres insectes : récepteurs classés par lα-bungarotoxine

10 Rôle de lacétylcholine dans la mémoire Apprentissage Trace mnésique Consolidation Rappel Apprentissage olfactif en 1 essai : Mécamylamine

11 Rôle de lacétylcholine dans la mémoire Apprentissage Trace mnésique Consolidation Rappel Apprentissage olfactif en plusieurs essais ? Apprentissage mécanosensoriel ? ???

12 Bilan et objectifs Apprentissage mécanosensoriel peu étudié Rôle des récepteurs nicotiniques dans lapprentissage en plusieurs essais (formation de la MLT) ? Lien avec le NO, implication dans la formation de la MLT ? Le but de ce travail est donc détudier le rôle des récepteurs nicotiniques et celui de la synthèse de NO dans la formation et le rappel de la mémoire lors dun apprentissage mécanosensoriel.

13 Conditionnement mécanosensoriel –Mesure du taux de réflexe dextension du proboscis (REP) –Apprentissage : un ou plusieurs essais (intervalle 1 min) –Rappel 3h (MMT) ou 24h (MLT) après lapprentissage 1 essai de conditionnement 2s 3 secondes de contiguïté Plaque métallique (5 secondes) Eau sucrée (5 secondes) Méthodologie : protocole

14 Blocage pharmacologique –Injection globale (0,3/0,5 µl) dans lhémolymphe de la tête –Antagonistes nicotiniques (α-bungarotoxine 1 µM, MLA 2 µM, mécamylamine 10 mM ou DHE 1mM) ou inhibiteur de la synthèse de NO (L-NAME 200 µM) –Contrôle par injection du solvant (solution saline), sauf L- NAME : énantiomère inactif (D-NAME, pas différent de la solution saline) –Concentrations utilisées sans effets sur la sensibilité au sucre ou lextension du proboscis Méthodologie : traitement Diffusion dans tout le cerveau

15 Effet des drogues sur le rappel : Apprentissage en un essai (récupération de la MMT)

16 Protocole pour létude du rappel Rappel Apprentissage Délai variable (3h/24h) Injection 10/15 min

17 Mécamylamine et α-bungarotoxine Rappels après 1 essai (MMT) La mécamylamine (pas lα-bungarotoxine) bloque le rappel

18 MLA et DHE Rappels après 1 essai (MMT) Ces deux drogues ne bloquent pas le rappel

19 L-NAME Rappels après 1 essai (MMT) Linhibition de la synthèse de NO ne bloque pas le rappel

20 Effet des drogues sur le rappel : Apprentissage en plusieurs essais (récupération de la MMT et de la MLT)

21 Mécamylamine et α-bungarotoxine Rappel 3h après plusieurs essais (MMT)

22 Mécamylamine et α-bungarotoxine Rappel 24h après plusieurs essais (MLT) La mécamylamine (pas lα-bungarotoxine) bloque le rappel

23 MLA et DHE Rappel 3h après plusieurs essais (MMT)

24 MLA et DHE Rappel 24h après plusieurs essais (MLT) Ces deux drogues ne bloquent pas le rappel

25 L-NAME Rappel 3h après plusieurs essais (MMT)

26 L-NAME Rappel 24h après plusieurs essais (MLT) Linhibition de la synthèse de NO ne bloque pas le rappel

27 Rappel mécanosensoriel : bilan La mécamylamine bloque le rappel –Quels que soient les délais et le nombre dessais Les autres drogues nont pas deffet –Ni les autres antagonistes nicotiniques, ni le L-NAME –Elles naffectent pas la perception mécanosensorielle de la plaque ou les mouvements de lantenne

28 Effet des drogues sur lacquisition : Apprentissage en un essai (formation de la MMT)

29 Protocole pour létude de lacquisition Injection Apprentissage Rappel Délai variable (3h/24h) 10/15 min

30 Mécamylamine et α-bungarotoxine Apprentissage en 1 essai (MMT) La mécamylamine bloque lapprentissage en 1 essai, mais pas la consolidation ; lα-bungarotoxine na pas deffet

31 MLA et DHE Apprentissage en 1 essai (MMT) Ces deux drogues naffectent pas lapprentissage en 1 essai

32 L-NAME Apprentissage en 1 essai (MMT) Le L-NAME naffecte pas lapprentissage en 1 essai

33 Effet des drogues sur lacquisition : Apprentissage en plusieurs essais (formation de la MMT et de la MLT)

34 Mécamylamine et α-bungarotoxine Apprentissage en plusieurs essais (MMT et MLT) Lα-bungarotoxine bloque spécifiquement la formation de la MLT, tandis que la mécamylamine na pas deffet sur la MLT

35 MLA et DHE Apprentissage en plusieurs essais (MMT et MLT) Le MLA bloque spécifiquement la formation de la MLT, tandis que la DHE na pas deffet

36 L-NAME Apprentissage en plusieurs essais (MMT et MLT) La synthèse de NO est nécessaire à la formation de la MLT

37 Bilan pour lacquisition Apprentissage en 1 essai –Bloqué par la mécamylamine –Pas deffet des autres drogues Apprentissage en plusieurs essais –MLA, α-bungarotoxine et L-NAME : bloquent formation MLT –Mécamylamine sans effet sur la MLT (donc elle naffecte pas la perception mécanosensorielle de la plaque ou les mouvements de lantenne)

38 Conclusions Mêmes résultats pour lapprentissage olfactif Dissociation de différentes formes de mémoire –Mécamylamine : une seule stimulation (apprentissage en un essai, rappel) –α-bungarotoxine, MLA et L-NAME : plusieurs stimulations (formation de la MLT) –Différents récepteurs nicotiniques –Couplage des récepteurs nicotiniques avec la NO-synthase

39 Hypothèse explicative Questions soulevées –Nature du lien avec la NO synthase ? –Plusieurs stimulations pour la MLT ?

40 Perspectives Le support de la mémoire –Caractérisation des récepteurs nicotiniques chez ladulte (aux niveaux moléculaire et pharmacologique) –Neuroanatomie fonctionnelle (injections locales) La nature de la trace mnésique –Autres formes dapprentissage (aversif, vol libre) et apprentissages non-élémentaires

41 Merci aux membres du groupe abeille du CRCA Travaux financés par lAMOPA, le Ministère de lagriculture et lUniversité Toulouse III Merci de votre attention

42 Image obtenue par R. Brandt

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