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Physical exercise and antidepressants enhance BDNF targeting in hippocampal CA3 dendrites: ...


Physical-exercise-and-antidepressantsPhysical exercise and antidepressants enhance BDNF targeting in hippocampal CA3 dendrites: further evidence of a spatial code for BDNF splice variants.

Baj G, D'Alessandro V, Musazzi L, Mallei A, Sartori CR, Sciancalepore M, Tardito D, Langone F, Popoli M, Tongiorgi E.

Neuropsychopharmacology. 2012 Jun;37(7):1600-11

Abstract

Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is encoded by multiple BDNF transcripts, whose function is unclear. We recently showed that a subset of BDNF transcripts can traffic into distal dendrites in response to electrical activity, while others are segregated into the somatoproximal domains. Physical exercise and antidepressant treatments exert their beneficial effects through upregulation of BDNF, which is required to support survival and differentiation of newborn dentate gyrus (DG) neurons. While these DG processes are required for the antidepressant effect, a role for CA1 in antidepressant action has been excluded, and the effect on CA3 neurons remains unclear. Here, we show for the first time that physical exercise and antidepressants induce local increase of BDNF in CA3. Voluntary physical exercise for 28 consecutive days, or 2-week treatment with 10 mg/kg per day fluoxetine or reboxetine, produced a global increase of BDNF mRNA and protein in the neuronal somata of the whole hippocampus and a specific increase of BDNF in dendrites of CA3 neurons. This increase was accounted for by BDNF exon 6 variant. In cultured hippocampal neurons, application of serotonin or norepinephrine (10-50 μM) induced increase in synaptic transmission and targeting of BDNF mRNA in dendrites. The increased expression of BDNF in CA3 dendrites following antidepressants or exercise further supports the neurotrophin hypothesis of antidepressants action and confirms that the differential subcellular localization of BDNF mRNA splice variants provides a spatial code for a selective expression of BDNF in specific subcellular districts. This selective expression may be exploited to design more specific antidepressants.

Le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF) joue un rôle non seulement dans la dépression, mais aussi dans la capacité des antidépresseurs et de l’exercice physique à corriger l’humeur dépressive.

Il y a peu de doute que le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF),une neurotrophine qui favorise la maturation neuronale et la plasticité synaptique, soit également impliqué dans la physiopathologie de la dépression. De nombreuses recherches ont lié une baisse des niveaux de BDNF dans le cerveau et le sang dans la dépression majeure.

Les recherches impliquent également le facteur BDNF dans l'action des antidépresseurs. Lorsque les souris ont reçu des antidépresseurs, ils avaient augmenté les niveaux de BDNF dans la région du gyrus denté de l'hippocampe. Le gyrus denté est une petite couche de cellules serrées granulés qui s'enroulent autour de l'extrémité de l'hippocampe.

Récemment, des chercheurs ont découvert que les antidépresseurs augmentent le BDNF dans une autre région de l'hippocampe. Il s’agit de la Zone CA3 de la corne d’Ammon (Pied de l’Hippocampe).

La découverte a été rapportée le 8 Février 2012 dans la revue Neuropsychopharmacology. L’auteur principal de l'étude est Enrico Tongiorgi (Ph.D., chef du laboratoire de neuro-anatomie cellulaire et moléculaire à l'Université de Trieste, en Italie).

Tongiorgi et ses collègues ont traité des souris pendant deux semaines avec la fluoxetine ou la réboxétine, ils ont ensuite constaté que cela entrainait une augmentation du BDNF dans les dendrites des neurones CA3. Ces résultats ajoutent un autre élément de preuve à l'hypothèse de l'action antidépressive via la neurotrophine dans l'hippocampe. L’équipe conclue que l’axe « gyrus denté-CA3 » constitue un substratum biologique majeur à une action efficace des traitements antidépresseurs. Ils suggèrent ainsi que leurs conclusions pourraient aussi être utilisées "pour concevoir des antidépresseurs plus spécifiques" que ceux disponibles actuellement sur le marché.

Et puisque l'exercice est connu pour avoir un effet antidépresseur, les scientifiques ont mené une expérience supplémentaire dans laquelle ils ont laissé les souris s’exercer pendant 28 jours consécutifs. A l’examen de l'hippocampe de ces souris, ils ont constaté que l'exercice, comme les antidépresseurs, avait augmenté BDNF dans les dendrites des neurones CA3.

Dr. Berhili


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