Comorbidity between opiate addiction and depression : serotonergic mechanisms in a mouse model

L’addiction ou dépendance aux substances psychoactives est une affection chronique, fréquente et grave, émaillée de rechutes et de périodes d’abstinence. Les études épidémiologiques montrent que l’abstinence aux opiacés est fortement associée à une prévalence accrue de la dépression. Nous résumons ici les principaux aspects cliniques de la dépendance aux opiacés et de la dépression, en détaillant leurs mécanismes physiopathologiques. Puis, nous présentons notre modèle d’abstinence aux opiacés chez la souris. Suite à un traitement morphinique chronique et au cours de l’abstinence apparaissent progressivement des comportements apparentés à la dépression. Ce traitement morphinique modifie profondément le fonctionnement du système sérotoninergique, notamment dans le noyau du raphé dorsal. De plus, les déficits comportementaux observés peuvent être prévenus par un traitement chronique par la fluoxétine, un antidépresseur ciblant ce système. Nous avons généralisé ce modèle à l’héroïne, un autre opiacé illicite. Nous avons révélé par des approches génétiques de délétion constitutive et conditionnelle les rôles distincts des 3 récepteurs opioïdes (mu, delta et kappa) lors de l’abstinence à l’héroïne. Enfin, nous avons initié une étude de caractérisation, à l’échelle de l’ensemble du génome, des adaptations transcriptomiques (ARN messagers et micro-ARN) dans le noyau du raphé dorsal au cours de l’abstinence à l’héroïne et du traitement antidépresseur. Ce travail devrait permettre d’améliorer notre compréhension des mécanismes neurobiologiques à l’œuvre dans la comorbidité entre dépendance aux opiacés et dépression et pourrait suggérer de nouvelles pistes thérapeutiques.Addiction is a chronic, frequent and serious brain disease, with relapse alternating with abstinence periods. Epidemiological studies show that abstinence, notably from opiates, is strongly associated with depression.Here we present the main clinical aspects of opiate addiction and depression, and most recent advances in molecular pathophysiology of both disorders. Then, we present our mouse model of opiate abstinence. Following chronic morphine exposure, depressive-like behaviours progressively emerge. Morphine treatment profoundly disrupts serotonergic signalling, notably in the dorsal raphe nucleus. In addition, behavioural deficits can be prevented by chronic treatment with fluoxetine, an antidepressant targeting serotonergic neurons. We then generalized our mouse model to heroin, another major illicit opiate. Using constitutive and conditional knockout strategies, we documented distinct roles for all 3 opioid receptors (mu, delta and kappa) in heroin abstinence. Finally, we initiated a large-scale analysis of transcriptomic regulations (mRNA and micro-RNA) occurring in our model as a function of heroin abstinence and fluoxetine treatment.These studies should reveal an unforeseen contribution of the dorsal raphe nucleus to addiction. They should uncover new molecular mechanisms underlying depressive-like behaviors in mice during opiate abstinence and thus put forward new therapeutic targets in humans