Thèse Neuroglycobiologie du Stress Périnatal Contribution de l'Axe Stress Re Réticulum Endoplasmique Upr - N-Glycosylation à la Vulnérabilité à l'Alcool H/F

Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Biologie Santé de Lille
Laboratoire de recherche : UGSF - Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle
Direction de la thèse : Stefania MACCARI
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-28T23:59:59

Le stress périnatal (PRS) est un facteur majeur de vulnérabilité aux troubles addictifs et aux altérations du sommeil. Dans notre modèle de rat PRS, nous avons mis en évidence une sensibilité accrue aux faibles concentrations d'éthanol, des profils de consommation et de rechute spécifiques du sexe et de l'âge, ainsi qu'un couplage étroit entre sommeil paradoxal (REM), corticosterone et alcool, accompagné d'une altération de la plasticité dendritique hippocampique, particulièrement marquée chez les femelles. En parallèle, des données préliminaires suggèrent qu'un mécanisme de neuroglycosilation pourrait contribuer à cette vulnérabilité : le PRS dérégulerait l'axe stress du réticulum endoplasmique (RE)-réponse UPR (notamment la voie PERK-eIF2) et modifierait l'expression de plusieurs enzymes de sialylation (ST3GAL1, ST3GAL4, ST6GAL1) dans l'hippocampe ventral de rats exposés à l'alcool. Ce profil indiquerait une maturation anormale des N-glycanes et des récepteurs synaptiques, susceptible d'altérer des systèmes neurochimiques clés impliqués dans la récompense, le stress et la régulation du sommeil. Dans une perspective de neuroglycobiologie intégrative, les objectifs de cette thèse sont 1) de caractériser comment l'axe stress du RE réponse UPR/N-glycosylation reprogramme durablement les circuits cérébraux (hippocampe, striatum, cortex préfrontal et autres structures d'intérêt) après PRS, et 2) de comprendre comment ces altérations soutiennent des phénotypes alcool-dépendants du sexe et de l'âge. S'appuyant sur une cohorte d'animaux déjà phénotypée (consommation d'alcool, rechute, architecture du sommeil) et sur des structures cérébrales conservées, le/la doctorant/e réalisera des analyses ciblées de l'UPR, des glycogènes et des profils N/0-glycaniques, ainsi que de la glycosylation de récepteurs dopaminergiques, glutamatergiques et GABAergiques. L'intégration multivariée des données moléculaires aux paramètres comportementaux et physiologiques permettra d'identifier des signatures glyco-UPR associées à la résilience ou à la vulnérabilité à l'alcool, ouvrant la voie à de nouvelles perspectives de ciblage thérapeutique des voies neuroglycobiologiques dans les troubles liés à l'alcool.

Les expériences précoces, et en particulier le stress périnatal (PRS), sont aujourd'hui reconnues comme des déterminants majeurs de la santé mentale à l'âge adulte (Maccari et al., 2017). De nombreuses études ont montré que chez le rat le PRS modifie durablement le fonctionnement de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA), la plasticité neuronale et la neurotransmission, augmentant le risque de troubles comportamentaux et addictifs, ainsi que des altérations du sommeil (Dugovic et al., 1999; Maccari et al., 2017). Ces perturbations s'inscrivent dans le cadre conceptuel de la programmation neurobiologique, selon lequel un stress précoce induit des changements durables des circuits cérébraux via des mécanismes moléculaires, synaptiques et épigénétiques (Zuena et al., 2008 ; Marrocco et al., 2012 ; Maccari et al., 2014). Parmi les troubles associés, l'alcoolodépendance occupe une place majeure. Le stress, la récompense et le sommeil paradoxal (REM) entretiennent une relation bidirectionnelle documentée chez l'humain comme chez l'animal : le stress augmente la consommation d'alcool et la rechute, tandis que l'alcool perturbe le sommeil et les réponses au stress, entretenant un cercle auto-perpétuant (Volkow & Blanco, 2023). De plus, les différences de sexe modulent fortement ces interactions, avec des vulnérabilités distinctes chez les mâles et les femelles (Strong et al.,2019), et une évolution marquée au cours de la vie adulte (Gaetano et al., 2025) et du vieillissement (Verhaeghe et al., 2022). Au-delà des aspects comportementaux, des travaux récents ont mis en évidence le rôle du réticulum endoplasmique (RE) dans la plasticité et la fonction synaptique. Le stress du RE active la réponse UPR (Unfolded Protein Response), axe essentiel au maintien de l'homéostasie cellulaire (Hetz & Saxena, 2017). Lorsque cette réponse est chronique, elle perturbe la synthèse, le repliement et la maturation des protéines, notamment des récepteurs neurotransmetteurs, dont la surface synaptique dépend étroitement de la N/0-glycosylation. Cette dernière est une modification post-traductionnelle cruciale pour la stabilité, le transport et l'activité des récepteurs dopaminergiques, glutamatergiques et GABAergiques, au coeur des circuits du stress et de la récompense. Ainsi émerge un champ encore peu exploré : la neuroglycobiologie, qui relie la biologie de la glycosylation aux fonctions cérébrales, à la plasticité synaptique et aux pathologies neuropsychiatriques. Des études récentes ont montré que des perturbations de la glycosylation peuvent influencer la transmission excitatrice/inhibitrice, la neurogenèse et la mémoire, et apparaissent dans des troubles tels que l'Alzheimer, la schizophrénie et les addictions (Casey et al., 2016 ; Zhang et al., 2024 ; Seo et al., 2025). Cependant, le lien mécanistique entre PRS, stress du RE/UPR, N-glycosylation et vulnérabilité à l'alcool reste largement inconnu. Ce projet se situe précisément à cette interface innovante, en proposant d'étudier comment la programmation par le stress périnatal reconfigure durablement l'axe RE-UPR-N-glycosylation dans les régions cérébrales impliquées dans les addictions, et comment ces altérations contribuent à des phénotypes alcool-dépendants du sexe et de l'âge. Cette approche intégrative ouvre la voie à l'identification de signatures moléculaires de vulnérabilité, et à terme, au ciblage thérapeutique de mécanismes de neuroglycobiologie dans les troubles liés à l'alcool.

Objectif général: Comprendre comment la programmation par le stress périnatal modifie durablement l'axe stress du réticulum endoplasmique/ UPR /N-glycosylation dans le cerveau, et comment ces altérations neuroglycobiologiques contribuent à la vulnérabilité à l'alcool en fonction du sexe et de l'âge. Objectifs spécifiques : 1) Caractériser la dérégulation de l'UPR dans les régions cérébrales impliquées dans le stress, la récompense et la plasticité (hippocampe, striatum, cortex préfrontal et d'autres), chez les animaux PRS avec ou sans exposition à l'alcool. 2) Analyser la N/O-glycosylation et la maturation des glycanes (profil MALDI/HPLC/lectines) dans ces mêmes régions, avec un focus sur les enzymes de sialylation et de branching. 3) Évaluer la glycosylation de récepteurs synaptiques clés (dopaminergiques, glutamatergiques, GABAergiques) et son impact potentiel sur leur maturation et leur localisation. 4) Intégrer les données moléculaires aux phénotypes comportementaux existants, incluant consommation d'alcool, rechute, rythmes REM et plasticité dendritique, afin d'identifier des signatures glyco-UPR associées à la vulnérabilité ou à la résilience.

General objective: To understand how perinatal stress programming durably alters the endoplasmic reticulum stress / UPR / N-glycosylation axis in the brain, and how these neuroglycobiological alterations contribute to alcohol vulnerability in a sex- and age-dependent manner.
Specific objectives: 1) Characterize UPR dysregulation in brain regions involved in stress, reward and plasticity (hippocampus, striatum, prefrontal cortex and others) in PRS animals with or without alcohol exposure. 2) Analyze N/O-glycosylation and glycan maturation (MALDI/HPLC/lectin profiling) in the same regions, with a focus on sialylation and branching enzymes. 3) Assess the glycosylation of key synaptic receptors (dopaminergic, glutamatergic, GABAergic) and its potential impact on receptor maturation and localization. 4) Integrate molecular data with existing behavioral phenotypes, including alcohol intake, relapse, REM rhythms and dendritic plasticity, in order to identify glyco-UPR signatures associated with vulnerability or resilience.

La thèse s'appuiera sur une cohorte de rats déjà phénotypée pour la consommation d'alcool, la rechute, le sommeil REM et la plasticité dendritique. Les structures cérébrales correspondantes (hippocampe dorsal/ventral, striatum, cortex préfrontal, hypothalamus, amygdale,...) ont été prélevés et disponibles pour un travail centré sur les analyses moléculaires et glyco-biologiques. Le projet utilise des cerveaux issus d'animaux déjà phénotypés dans un modèle de stress périnatal (PRS) chez le rat. Les mères stréssees (F0) ont été soumises à un stress de contention répété en fin de gestation (3 × 45 min/jour entre la jour 11 et 21 de gestation), tandis que les mères contrôles (CONT) étaient manipulées de façon minimale. La descendance (F1) a été suivie jusqu'à l'âge adulte et, pour une partie de la cohorte, jusqu'au vieillissement. Les analyses de thèse seront réalisées sur des sous-groupes définis par :
Condition périnatale : CONT (non stressés) et PRS (stress périnatal)
Sexe : mâles et femelles
Condition d'alcool: animaux eau/eau (jamais exposés à l'éthanol); animaux exposés à l'éthanol en libre choix deux bouteilles (paradigme intermittent avec paliers de concentration, suivi éventuellement de périodes de sevrage et de rechute)
Âge au moment du prélèvement : adolescents, adultes ; âgés (après longues périodes de sevrage d'alcool pour certains groupes)
Ainsi, l'ensemble des analyses (UPR, glycogènes, N-glycans, glycosylation des récepteurs) sera réalisé de manière systématique dans les combinaisons CONT vs PRS × sexe × condition eau/alcool × âge, afin de mettre en évidence des signatures glyco-UPR associées à la vulnérabilité ou à la résilience.
Les principales approches méthodologiques sont les suivantes : 1. Analyses d'expression des voies du stress du réticulum endoplasmique/UPR; a) Extraction d'ARN et qPCR ciblée dans hippocampe dorsal/ventral, striatum et cortex préfrontal (PERK, eIF2, ATF4, CHOP, IRE1, XBP1s, ATF6, BiP); b) Extraction protéique et Western blot (PERK phosphorylé, eIF2 phosphorylé, CHOP, ATF4, BiP). 2. Analyses de la N/O-glycosylation et des glycogènes; a) qPCR glycogènes (ST3GAL1, ST3GAL4, ST6GAL1, Gcnt1). b) Western blot de glycogènes clés; c) Lectin blot / lectin histochemistry sur tissus et synaptosomes (MAL I, SNA, WGA, etc.) pour visualiser les motifs glycanes région-marquer/spécifiques. 3. Glycosylation et maturation des récepteurs synaptiques; a) Préparation d'extraits totaux et de fractions synaptiques (synaptosomes); b) Digestion par PNGase F et Endo H suivie de Western blot, pour distinguer formes matures/immatures : Récepteurs dopaminergiques (D1, D2); Récepteurs glutamatergiques (mGluR1, mGluR2/3..., éventuellement AMPAR, NMDA, Kainate); Récepteurs GABAergiques ionotropiques et métabotropiques (4-GABAA, 1-GABAA...GABAB sub-unités). 4. Intégration avec les données comportementales, de sommeil et de plasticité ; Analyses statistiques et multivariées : ANOVA multifactorielle intégrant les facteurs PRS, sexe, alcool et âge. Analyses multivariées (Corrélations, PCA, clustering) pour relier profils UPR/glyco des groupes CONT et PRS à leurs phénotypes (alcool, REM, plasticité). Par exemple, analyses de corrélations de l'expression de ST3GAL4 ou p-PERK vs indices d'alcool ou de REM.