2002
Psychotropes
Articles
Une approche thérapeutique centrée sur les effets conditionnels
des drogues
Bernard Le Foll
Laboratoire de Physiologie, Université René Descartes, Paris,
France
Sylvie Perachon
Laboratoire de Physiologie, Université René Descartes, Paris,
France
Jean-Charles Schwartz
Unité de Neurobiologie et Pharmacologie Moléculaire de
l’INSERM, Centre Paul Broca, 75014 Paris, France
Laboratoire de Physiologie, Université René Descartes, Paris,
France
Pierre Sokoloff
Laboratoire de Physiologie, Université René Descartes, Paris,
France
Les propriétés hédoniques et renforçantes des drogues sont
reliées à leur interaction avec les systèmes dopaminergiques cérébraux. Toutes
les drogues entraînent une élévation de dopamine dans l’écorce du noyau
accumbens, une région cérébrale qui coexprime les récepteurs
D1 (RD1) et les récepteurs
D3 (RD3) de la dopamine. Le récepteur
D3 de la dopamine a été impliqué dans des phénomènes de
sensibilisation compor~tementale et dans la dépendance aux drogues par des
données pharmaco~logiques et d’études post-mortem et génétiques. Des agents
sélectifs de ce récepteur pourraient présenter un intérêt thérapeutique en
interagissant avec les propriétés renforçantes des drogues. Un agoniste partiel
et spécifique du RD3, le BP 897, présente la propriété de
réduire le compor~tement de recherche de drogue induit par la présentation de
stimuli environnementaux préalablement associés à la prise de cocaïne sans
posséder de propriétés renforçantes en lui-même. Comme ces stimuli
environnementaux liés au contexte de la prise de drogue maintiennent le
comportement de recherche de drogue chez l’animal et déclenchent un besoin
irrépressible de prise de drogue et des rechutes chez l’homme, des agents comme
le BP 897 représentent une classe thérapeutique nouvelle, dénuée du risque de
maintenir une pharmacodépendance.
Mots-clés :
Neurobiologie, Cocaïne, Pharmacologie, Récepteur, Besoin.
Hedonic and reinforcing properties of drugs of abuse are
associated with the brain dopaminergic system. All drugs increase dopa~mine in
the shell of nucleus accumbens, a brain region which express the
D1 (D1R) and D3
(D3R) dopamine receptors. Converging pharmacological, human
post-mortem and genetic studies suggest the involvement of the
D3R in reinforcing effects of drugs. The D3R
is also implicated in the behavioral sensitization process. These data suggest
the use of D3R agonists as partial substitutes to treat
cocaine-dependence, by affecting its reward component. However, substitution
therapies maintain dependence and may be inefficient on drug craving and
relapse, which are the unsolved and critical problems in the treatment of drug
addiction. Recently, a highly selective and partial D3R
agonist, BP 897, was shown to reduce cocaine-associated cue~controlled
behaviour in rats, without having any primary intrinsic effects. As
drug-associated cues maintain drug-seeking in animals and elicit craving and
relapse in humans, such D3R agents have potential therapeutic
applications.
La dépendance aux drogues (héroïne, cocaïne, alcool et
nicotine) est désormais considérée comme une pathologie chronique, émaillée
d’épisodes de rechutes, résultant d’un dysfonctionnement des systèmes cérébraux
de récompense. Il est bien établi que toutes les drogues entraînent une
élévation inconditionnelle de la libération de dopamine dans le noyau accumbens
par les neurones dopaminergiques provenant de l’aire tegmentale ventrale (Koob,
1992). Des agents pharmacologiques qui modulent l’activité de ces neurones, ou
de leurs neurones cibles dans le noyau accumbens, peuvent présenter un intérêt
pharmacologique dans la prise en charge des dépendances. Le récepteur
D3 de la dopamine (RD3) identifié en 1990
semble particulièrement impliqué dans les effets des drogues (Sokoloff et al.,
1990). Contrairement aux récepteurs D1 et D2
(RD1 and RD2) il est faiblement exprimé dans
le système nerveux central et localisé surtout dans l’écorce du noyau
accumbens, une région identifiée comme essentielle dans les effets des drogues
(Bouthenet et al., 1991; Diaz et al., 1995; Lévesque et al., 1992). Une
corrélation significative a été mise en évidence entre un polymorphisme de son
gène et la dépendance à l’héroïne et la dépendance aux drogues chez des sujets
schizophrènes, suggérant qu’un dysfonctionnement de ce gène pourrait être
impliqué dans la vulnérabilité aux drogues (Duaux et al., 1998; Krebs et al.,
1998). Une élévation de l’expression de ce récepteur est retrouvée dans le
noyau accumbens de sujets cocaïnomanes décédés d’overdose (Staley et Mash,
1996). Cet article décrit les arguments pharmacologiques soutenant
l’utilisation d’agents sélectifs du RD3 dans le traitement de
la dépendance aux drogues.
Implication des voies dopaminergiques dans lessystèmes cérébraux
de récompense
De nombreux arguments montrent que le système
mésocorticolimbique, qui se projette de l’aire tegmentale ventrale vers le
noyau accumbens, mais aussi le cortex frontal, le cortex olfactif, l’amygdale
et le septum, représente un substrat essentiel des propriétés hédoniques et
renforçantes des drogues. Milner a mis en évidence en 1954 un système cérébral
de récompense en constatant que ces diverses structures étaient fortement
stimulées par l’animal par l’intermédiaire d’électrodes intracraniales (Milner,
1991). La destruction des neurones dopaminergiques par la 6-hydroxydopamine
induit l’extinction du comportement d’autoadministration de cocaïne et
d’amphétamine chez l’animal en quelques jours et une diminution de l’effet
renforçant de la cocaïne, évalué par des protocoles de renforcements
progressifs. Les agonistes et antagonistes dopaminergiques modulent
l’autoadministration de psychostimulants chez le rat, un effet relié à une
interaction avec le système de récompense cérébral, car similaire aux
modifications comportementales observées lors du changement de la dose unitaire
de drogue durant les épisodes d’autoadministration (Caine et Koob,
1994).
Ainsi, il apparaît que les neurones dopaminergiques
mésolimbiques sont essentiels dans les effets renforçants et hédoniques des
drogues. L’écorce du noyau accumbens, une structure cible essentielle de ces
neurones, se projette indirectement sur le cortex préfrontal et reçoit des
afférences de l’hippocampe et de l’amygdale. Ces connections spécifiques de
l’écorce du noyau accumbens, qui en font une composante de « l’amygdale élargie
», impliquent cette structure dans le contrôle de la motivation et des stimuli
environnementaux liés au contexte de la prise de drogue. La protéine et l’ARNm
du RD3 et du RD1 sont très fortement exprimés
dans cette structure (Cador et al., 1989; Zahm et Brog, 1992).
Implication du RD3 dans la sensibilisation
comportementale
L’administration répétée de drogue induit chez l’animal une
sensibilisation comportementale, c’est-à-dire une augmentation de la réponse à
l’administration de la même dose de drogue. Ce processus a été impliqué dans le
phénomène de dépendance; il semble en effet que les effets renforçants des
drogues sont accrus lors des prises répétées. L’observation que la protéine et
les transcrits du RD3 sont anormalement élevés dans le noyau
accumbens de cocaïnomanes décédés d’overdose fait penser que le
RD3 pourrait être impliqué dans ce phénomène (Staley et Mash,
1996). Cette hypothèse est également soutenue par le fait que le
RD3 est impliqué dans un autre modèle de sensibilisation
comportementale, qui est observé chez le rat hémi-parkinsonien traité de façon
répétée par la lévodopa. Dans ce modèle, l’augmentation progressive des
rotations controlatérales produites par la lévodopa résulte d’une augmentation
progressive de la sensibilité des neurones striataux dénérvés causée par une
induction de l’expression du RD3 dans le striatum (Bordet et
al., 1997). Une augmentation de l’expression de ce récepteur a été récemment
montrée chez des souris traitées à la cocaïne et développant une
sensibilisation comportementale, ce qui confirme l’implication du
RD3 dans la sensibilisation comportementale aux drogues (Le
Foll et al., soumis).
Rôle du RD3 dans les effets renforçants de la
cocaïne
Les effets de la cocaïne dépendent de la stimulation du
RD1 (Caine et Koob, 1994). Les antagonistes de ce récepteur
bloquent une grande partie des effets de la cocaïne, notamment l’hyperactivité
locomotrice, qui est aussi largement atténuée chez des souris dont l’expression
du RD1 a été invalidée (Xu et al., 1994). Les effets
subjectifs de la cocaïne, mesurés dans des protocoles de discrimination, et les
effets récompensants de cette drogue, mesurés dans des protocoles
d’autoadministration, sont également bloqués par les antagonistes du
RD1 (Maldonado et al., 1993).
Mais le RD3 paraît aussi impliqué dans les
effets de la cocaïne : chez des rats entraînés à s’autoadministrer de la
cocaïne par voie intraveineuse, l’administration d’agonistes préférentiels du
RD3 diminue de façon dose-dépendante l’administration de
cocaïne, et leur puissance à produire cet effet est corrélée à celle pour
stimuler le RD3 (Caine et Koob, 1993). Cet effet est identique
à celui observé lorsque l’on augmente la dose unitaire de cocaïne que le rat
peut s’autoadministrer, ce qui suggère que ces agonistes augmentent les effets
renforçants de la cocaïne. De plus, l’administration de faibles doses de
7-OH-DPAT, un agoniste préférentiel du RD3, augmente le «
point de rupture » dans un protocole d’autoadministration de cocaïne à ratio
progressif (dans ce paradigme, le point de rupture est la tâche maximale
au-delà de laquelle l’animal cesse les autoadministrations, et reflète la
valeur motivationnelle de la drogue) (Caine et Koob, 1995). À l’inverse, le
nafadotride, l’antagoniste préférentiel du RD3, augmente
l’autoadministration de cocaïne à une dose correspondant à un blocage du
RD3, un effet correspondant à une atténuation des effets
renforçants de la cocaïne (Caine et al., 1997). De plus, des agonistes
préférentiels du RD3 se substituent à la cocaïne chez le rat
et le singe (Lamas et al., 1996). Ces observations suggèrent que la stimulation
des récepteurs D1 et D3 de la dopamine
contribuent ensemble à produire ou à augmenter les effets renforçants de la
cocaïne.
Identification d’un agoniste partiel et sélectif du
RD3 : le BP 897
Tous ces éléments mettent en évidence l’intérêt thérapeutique
des agents sélectifs du RD3 dans le traitement de la
dépendance aux drogues. Les agonistes et antagonistes D3
pourraient être utilisés respectivement comme substituts ou comme agents
bloquants des effets des drogues. Toutefois, les stratégies thérapeutiques
tentant uniquement de bloquer ou de remplacer les effets aigus des drogues
semblent inefficaces vis-à-vis du processus de la dépendance elle-même, qui
amène à la prise non contrôlée de drogue et aux rechutes. De plus, le risque
d’induire une pharmacodépendance aux agonistes du RD3 n’est
pas à négliger, car ces composés sont autoadministrés par des rats
préalablement entraînés à la drogue (Caine et Koob, 1993). Pour cette raison,
nous avons recherché des agonistes partiels, dont l’intérêt avait déjà été
proposé dans le traitement des dépendances (Pulvirenti et Koob, 1994). Des
agonistes partiels pourraient avoir un effet significatif sur les circuits de
récompense régulés par la dopamine, en normalisant la transmission synaptique
dopaminergique, mais sans posséder les effets renforçants des agonistes
pleins.
Le BP 897 a été sélectionné dans une série de nouveaux
composés, synthétisés par le groupe dirigé par C.G. Wermuth à l’Université de
Strasbourg (Pilla et al., 1999). C’est un agoniste partiel et sélectif du
RD3. Comme agoniste partiel, il peut agir comme un agoniste
lorsque le niveau de dopamine est faible, ou comme un antagoniste lorsqu’il est
élevé. Il se comporte ainsi comme un agent normalisant la transmission de la
dopamine par le RD3.
Inhibition du comportement de recherche de drogue par le BP
897
Le risque de créer une nouvelle dépendance par la prise
d’agonistes de la dopamine n’est pas à négliger : ces produits se substituent à
la cocaïne chez l’animal entraîné. Il était donc très important de s’assurer
que le BP 897 n’avait pas de propriétés addictives, ou encore renforçantes dans
les modèles animaux d’autoadministration. Les propriétés renforçantes du BP 897
ont été recherchées dans le laboratoire du Pr. B.J. Everitt, à l’Université de
Cambridge, en utilisant un protocole de renforcement continu chez le rat.
Lorsque le BP 897 est substitué à la cocaïne, le comportement
d’autoadministration diminue rapidement en quelques jours, ce qui indique que
le BP 897 ne possède pas des propriétés renforçantes suffisantes pour
entretenir le comportement d’autoadministration par l’animal (Pilla et al.,
1999). De plus, et à l’encontre des agonistes classiques de la dopamine, le BP
897 ne modifie pas l’autoadministration de cocaïne chez le rat (Fig. 1) et le
singe. Il apparaît ainsi que le BP 897 ne possède pas d’effet renforçant
intrinsèque et n’a donc que peu de chance de posséder des propriétés
addictives.
Les facteurs environnementaux apparaissent comme une des causes
majeures de rechute chez le sujet dépendant sevré, notamment dans l’addiction
aux psychostimulants, mais également à la nicotine et l’héroïne (O’Brien et Mc
Lellan, 1996). De plus des facteurs environnementaux associés à la prise de
drogue peuvent induire et maintenir un comportement de recherche de drogue chez
l’animal, mais également déclencher une envie de prise de drogue après un
sevrage prolongé (Arroyo et al., 1999). La diminution des effets motivationnels
de tels facteurs environnementaux pourrait représenter une méthode efficace
pour prévenir le comportement de recherche de drogue et représenter une
stratégie thérapeutique utile dans le traitement des troubles addictifs et
particulièrement de la rechute (Le Foll et al., 2000; O’Brien et Mc Lellan,
1996).
Un protocole de renforcement de second ordre a été utilisé pour
évaluer l’effet du BP 897 sur le comportement de recherche de drogue induite
par des facteurs environnementaux. Des rats ont été initialement entraînés à
s’autoadministrer de la cocaïne par voie intraveineuse en appuyant sur un
levier. L’appui sur le levier est associé à un stimulus lumineux qui devient un
stimulus conditionnel (C.S.). Durant la phase d’apprentissage, le nombre
d’appui sur le levier nécessaire pour obtenir le C.S. est progressivement
augmenté, de même que le nombre de C.S. nécessaires pour obtenir une
administration de cocaïne. Le stimulus conditionnel acquiert ainsi
progressivement des propriétés récompensantes et est capable de maintenir et de
contrôler le comportement de recherche de drogue (Arroyo et al., 1999).
Finalement, la mesure du nombre d’appuis sur le levier que le rat ainsi
conditionné effectue permet d’évaluer la motivation à s’autoadministrer la
cocaïne induite par la présentation du stimulus conditionnel. Le BP 897 diminue
de façon dose-dépendante le comportement de recherche de cocaïne (Fig. 1), sans
altérer les performances motrices des rats. Ces résultats montrent que le BP
897, sans posséder d’effet renforçant intrinsèque, est capable de diminuer un
comportement de recherche de cocaïne induit par des facteurs
environnementaux.
Conclusion : intérêt thérapeutique des agents sélectifs du
RD3
Figure 1
Un agoniste sélectif et partiel du récepteur
D3 (BP 897) réduit le comportement de
Le RD3 est exprimé de façon sélective dans une
région qui apparaît essentielle aux effets des drogues et aux stimuli
conditionnels associés. Il est impliqué dans les phénomènes de sensibilisation
comportementale et dans les effets renforçants de la cocaïne. Le BP 897,
premier agoniste partiel et hautement sélectif du RD3,
présente la propriété jamais décrite auparavant de diminuer le comportement de
recherche de cocaïne déclenché par des facteurs environnementaux, sans avoir
lui-même de propriétés addictives. Cette capacité à modifier un comportement de
recherche de drogue en l’absence de propriétés renforçantes intrinsèques montre
que les mécanismes neurobiologiques mis en jeu dans l’effet hédonique des
drogues et l’effet de stimuli environnementaux liés à la drogue sont
dissociables pharmacologiquement, ce qui est en accord avec les données
neuro-anatomiques (Meil et See, 1997; Whitelaw et al., 1996). L’agonisme
partiel et la sélectivité envers le RD3 semblent essentiels
pour obtenir ce profil pharmacologique, car les agonistes pleins ou les agents
non sélectifs possèdent des propriétés renforçantes intrinsèques, sont
autoadministrés et sont également capables d’augmenter les effets renforçants
de la cocaïne. Le profil d’agoniste partiel pourrait donner au BP 897 un «
effet tampon » lui permettant de s’opposer, comme un antagoniste, aux
modifications neuronales initiées par les augmentations conditionnelles de
libération de dopamine et de maintenir, comme un agoniste, un niveau modéré de
stimulation du RD3 pouvant contre-carrer l’effet du manque.
L’utilité de composés comme le BP 897 pouvant diminuer la vulnérabilité aux
rechutes tout en présentant un faible risque d’induction de pharmacodépendance,
reste à tester cliniquement.
Reçu en mai 2001
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