Thèse Impact des Facteurs Neurotrophiques Bdnf et Ngf Comme Biomarqueurspronostiques de Rémission dans un Modèle Murin d'Anorexie Mentale Avecrestriction Alimentaire et Environnement Anxieux H/F

Doctorat_Gouv

Établissement : Université Paris Cité
École doctorale : Cerveau, cognition, comportement
Laboratoire de recherche : Institut de Psychiatrie et Neurosciences de Paris
Direction de la thèse : Nicolas RAMOZ ORCID 0000000280709938
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59

L'anorexie mentale (Anorexia Nervosa) est un trouble mental grave avec des comorbidités psychiatriques dont l'anxiété. La mortalité est de 10 % par décennie. L'AN est décrite comme un trouble métabo-psychiatrique. Il n'y a pas de traitement médicamenteux. Un tiers des patients évoluent vers la rémission. L'AN implique des facteurs génétiques (héritabilité 80%). Plusieurs candidats sont suggérés dont le facteur neurotrophique dérivé du cerveau BDNF qui participe au contrôle de la faim et de la satiété. Nous avons montré que le BDNF médie la valeur de récompense plus élevée de la faim dans l'AN. Dans un modèle murin mimant l'AN, nous observons une diminution du BDNF lors de la restriction alimentaire et de la renutrition dans le cortex préfrontal (PFC) et une diminution du BDNF et du NGF dans le striatum uniquement dans le protocole de restriction alimentaire.
À ce jour, il n'existe aucun marqueur permettant de détecter si un patient évoluera vers la rémission, même après des hospitalisations longues et répétées. Le BDNF et d'autres facteurs neurotrophiques pourraient être des biomarqueurs pour comprendre la physiopathologie de l'AN. Nous émettons l'hypothèse que les niveaux de BDNF et de NGF pourraient refléter ce qui se passe dans le cerveau dans l'AN pendant la renutrition pour pronostiquer leur évolution vers la rémission, ainsi que dans un modèle murin mimant l'AN.
Dans ce projet, nous mesurerons les niveaux de facteurs neurotrophiques dans quatre régions cérébrales (hypothalamus, cortex préfrontal, striatum et hippocampe) et dans le sang périphérique. Ces mesures seront effectuées dans un modèle murin mimant l'AN basé sur l'activité modifiée et la restriction alimentaire chronique (mABA) sur 14 jours et lors de la récupération nutritionnelle (jours 1 et 7), et dans un groupe témoin nourri ad libitum. Ce modèle mABA est couramment utilisé par l'équipe pour tester les interactions gènes/hormones/environnement dans l'AN. Nous aurons également un groupe de souris mABA présentant des comportements de type anxieux induits par un stress chronique précoce. Ce protocole nous permettra de réaliser une cinétique temporelle des facteurs neurotrophiques afin d'évaluer l'impact de la dénutrition et de la renutrition chez ces souris mABA avec ou sans anxiété. Les niveaux de corticostérone et des tests comportements anxieux seront également réalisés pour valider l'impact de l'environnement anxieux. De plus, les facteurs neurotrophiques et leurs récepteurs seront aussi quantifiés par PCR. Le modèle mABA sera confirmé en surveillant le poids de l'animal, l'activité physique, l'anticipation alimentaire et le niveau des peptides anorexigènes (leptine et insuline) et orexigènes (ghréline et AGRP).
L'injection pharmacologique d'ANA-12 bloquera la signalisation du BDNF via TrkB chez les souris mABA avec ou sans anxiété pour évaluer leurs conséquences sur le poids corporel, l'alimentation, l'activité physique et les comportements anxieux. Nous injecterons aussi du GW441756 pour bloquer le NGF via TrkA. Enfin, nous bloquerons l'effet du BDNF et du NGF en utilisant K252a pour mimer les symptômes anorexiques. Par infection dans le PFC de ces souris avec un virus exprimant le BDNF, nous devrions surexprimer le BDNF qui pourrait corriger les symptômes de type anorexique observés dans le modèle mABA. La même stratégie sera utilisée avec le NGF. Enfin, nous coexprimerons le BDNF ou le NGF et l'indicateur calcique GCaMP6s dans le PFC afin de mesurer l'activité calcique dans les neurones et évaluer leur réponse. En parallèle, nous doserons le BDNF et le NGF durant la semaine 1 d'hospitalisation et au mois 3-4 (où l'indice de masse corporelle est normal à 18kg/m²) à la sortie chez 120 patients atteintes d'AN. Ainsi, nous espérons que les corrélations des facteurs neurotrophiques entre régions cérébrales et sang des souris mABA nous permettront de les confirmer chez les patients anorexiques.

L'anorexie mentale (AN) est un trouble mental chronique sévère de la famille des troubles du comportement alimentaire dû à des habitudes alimentaires anormales, à des perturbations de l'image corporelle et à des comorbidités psychiatriques, en particulier une anxiété excessive et une dépression. Les patients atteints d'AN présentent un poids corporel anormalement bas. La mortalité de l'AN est dramatique avec 10% de décès des patients par décennie en raison de la dénutrition ou du suicide. L'étiologie de l'AN est inconnue mais il est maintenant admis que l'AN constitue un trouble métabo-psychiatrique. L'AN a une prévalence de 0,5% et apparaît chez les adolescents et les jeunes adultes avec un ratio de 10 femmes pour un homme. Il n'existe pas de traitement médicamenteux et seulement un tiers des patients évoluent vers la rémission. L'AN présente une héritabilité élevée estimée à environ 80%, suggérant l'implication de facteurs génétiques et de facteurs épigénétiques qui modulent l'expression des gènes. Les gènes candidats et les études d'association pangénomique ont mis en évidence plusieurs gènes candidats, notamment des gènes codants des facteurs neurotrophiques comme le facteur neurotrophique dérivé du cerveau BDNF, qui participe au contrôle endocrinien de la faim et de la satiété dans l'hypothalamus, via les voies de la leptine et de la ghréline. En fait, le BDNF joue plusieurs rôles dans la régulation de la plasticité neuronale, du métabolisme énergétique et du système de récompense. Nous avons découvert que le gène BDNF médie en partie la valeur de récompense plus élevée de la faim observée chez les patients atteints d'AN. Nous avons également montré une diminution de la méthylation du gène BDNF, associée à une concentration plasmatique élevée de BDNF chez les patients avec AN par rapport aux témoins ou aux sujets en rémission. Dans un modèle de souris mimant les symptômes métaboliques de l'AN, nous avons observé par PCR quantitative une expression génétique différente des gènes neurotrophiques (BDNF et du facteur de croissance nerveuse NGF) en fonction de la restriction alimentaire et de la renutrition dans le cortex préfrontal (PFC) (le BDNF diminue lors de la restriction alimentaire et de la renutrition) et le striatum (le BDNF et le NGF ne diminuent que lors de la restriction alimentaire). A ce jour, il n'existe pas de marqueur fiable permettant de détecter chez les patients avec l'AN ceux qui évolueront vers une rémission, même après des hospitalisations longues et répétées. Ainsi, le BDNF et d'autres facteurs neurotrophiques pourraient être de puissants biomarqueurs pour comprendre la physiopathologie de l'AN. Comme il n'est pas possible de suivre depuis le début de la maladie les patients anorexiques, aussi nous menons notre étude pendant l'hospitalisation et la récupération nutritionnelle. Ainsi, nous émettons l'hypothèse que les concentrations plasmatiques des neurotrophines pourraient refléter ce qui se passe dans le cerveau et le sang des patients avec AN pendant la renutrition et servir pour pronostiquer leur évolution vers la rémission. Pour en démontrer les aspects mécanistiques moléculaires, nous utiliserons le modèle murin de restriction alimentaire modifiée (mABA) associé à une avec activité physique volontaire et un phénotype anxieux pour valider les modifications des neurotrophines cérébrales et leur implication dans l'anorexie.

A ce jour, il n'existe pas de marqueur fiable permettant de détecter chez les patients anorexiques l'évolution vers une rémission, même après des hospitalisations longues et répétées. Ainsi, le BDNF et d'autres facteurs neurotrophiques pourraient être de puissants biomarqueurs pour comprendre la physiopathologie de l'AN.
Les objectifs de ce projet sont transversaux. Ils impliquent des investigations à partir de modèles murins et humains avec une AN, entre le laboratoire IPNP-INSERM U1266 et le centre expert pour les troubles du comportement alimentaire (responsable : Pr Gorwood, hôpital Ste-Anne, GHU Paris Psychiatrie et Neurosciences). Comme il n'est pas possible de suivre depuis le début de la maladie les patients AN, nous menons notre étude pendant l'hospitalisation et la récupération nutritionnelle des patientes. Notre hypothèse est que les concentrations plasmatiques de neurotrophines pourraient refléter ce qui se passe au niveau cérébral chez des patients avec l'AN pendant la renutrition, et ce pour pronostiquer leur évolution vers la rémission, et cela sera également évaluer à l'aide du modèle murin mimant des symptômes de l'AN pour lequel nous pouvons étudier les modifications cérébrales. Nos objectifs dans ce projet sont multiples :
1.Mesurer les concentrations de BDNF et de NGF dans les régions cérébrales d'un modèle de souris mimant des symptômes de l'AN (mABA) avec ou sans anxiété précoce pendant la restriction alimentaire et la renutrition=>réduction des neurotrophines cérébrales chez les souris mimant l'AN ?
2.Conséquences du blocage pharmacologique des voies biologiques du BDNF et du NGF dans la restriction alimentaire avec ou sans anxiété =>confirmation de l'implication des voies biologiques neurotrophiques BDNF et NGF chez les souris mimant l'AN ?
3.Impact de la surexpression du BDNF et du NGF sur le phénotype du modèle murin mABA=>phénotype de rémission des symptômes de l'AN du modèle mABA ?
4. Dosage plasmatique du BDNF et NGF au cours de l'hospitalisation et pronostic sur le devenir de rémission des patients atteints d'AN=>identifier un biomarqueur précoce de la rémission de l'AN ?

Détermination des concentrations de BDNF et de NGF, pendant la restriction alimentaire et la renutrition, dans les régions cérébrales d'un modèle murin mimant les symptômes de l'AN avec ou sans anxiété précoce
Nous mesurerons les concentrations de BDNF et de facteurs neurotrophiques dans quatre régions cérébrales (hypothalamus, cortex préfrontal ou PFC, striatum et hippocampe) et dans le sang périphérique. Ces mesures seront effectuées dans un modèle de souris mimant les symptômes métaboliques de l'AN (mABA) établi par une restriction alimentaire chronique avec ou sans activité physique volontaire (durant 2 semaines, ce qui conduit à une réduction stabilisée du poids corporel de l'animal de 20-25%) et soumis ensuite à une récupération nutritionnelle (renutrition en un jour/R1 et à une semaine/R7), et comparé à un groupe témoin nourri ad libitum. Nous aurons également un groupe d'animaux mABA préalablement soumis à un stress chronique précoce visant à mettre en place un comportement de type anxieux-like afin de mimer le plus de symptômes observés dans l'AN. Un total de 6 à 10 souris seront sacrifiées par point temporel et par groupe.
Le modèle mABA est couramment utilisé dans notre équipe pour tester les interactions gènes/hormones/environnement dans la vulnérabilité à l'AN. Cette approche nous permettra de réaliser une cinétique temporelle des facteurs neurotrophiques, à 3 temps, pour évaluer l'impact de la dénutrition et de la récupération nutritionnelle du modèle mABA avec et sans anxiété. La modification des niveaux plasmatiques de corticostérone et l'évaluation de la présence de comportements anxieux (incluant les tests en champ ouvert, en boîte claire/obscure et du labyrinthe en croix surélevé), comme observés chez les patients avec l'AN, seront également réalisés pour valider l'impact de l'environnement anxieux. De plus, les facteurs neurotrophiques et leurs récepteurs seront également quantifiés par PCR quantitative en temps réel. Bien entendu, nous validerons notre modèle mABA dans les différentes conditions en surveillant le poids corporel de l'animal, l'activité physique, l'anticipation alimentaire et la diminution et l'augmentation des peptides anorexigènes (leptine et insuline) et orexigènes (ghréline et AGRP).

Blocage des voies biologiques du BDNF et du NGF dans le modèle murin mimant l'AN
Les mécanismes moléculaires via la transduction du signal TrkB du BDNF et la transduction du signal TrkA du NGF seront également étudiés pour confirmer leurs dysrégulations à la fois dans le cerveau et le sang.
Pour cela, l'injection pharmacologique d'ANA-12 (un inhibiteur sélectif de TrkB) qui bloque la signalisation du BDNF via TrkB dans les neurones du PFC sera réalisée sur les animaux mABA avec ou sans anxiété (soumis ou non au stress précoce) pour évaluer leurs conséquences sur les comportements alimentaires et anxieux. Nous nous attendons à une confirmation de la sévérité des comportements chez les souris mABA avec anxiété mais aussi à l'observation d'un phénotype de type anorexique (réduction du poids corporel, augmentation de l'activité anticipatoire, modulation des peptides anorexigènes et orexigènes) chez les animaux témoins injectés. Nous testerons également l'injection de GW441756 (un inhibiteur sélectif de TrkA) qui bloque la signalisation du NGF via TrkA sur les souris mABA avec ou sans anxiété. Enfin, nous injecterons le K252a (inhibiteur de Trk qui empêche l'activation des récepteurs TrkA et TrkB en bloquant leurs domaines kinases) pour bloquer l'effet à la fois du BDNF et du NGF et rechercher des phénotypes, peut-être plus sévères, comme cela est observé chez les patients AN.

Impact de la surexpression du BDNF et du NGF dans le modèle murin mimant l'AN
A ce jour, nous avons observé une diminution de l'expression du BDNF et du NGF chez les souris mABA soumis à une restriction alimentaire. Nous supposons la même observation chez les animaux mABA anxieux. Aussi, l'infection dans le PFC de ces souris par un adénovirus exprimant le BDNF, nous devrions obtenir une surexpression de BDNF qui pourrait corriger les phénotypes des animaux mABA en dénutrition anxieux ou non. La même stratégie sera utilisée pour étudier la surexpression du NGF afin de protéger les souris mABA en dénutrition anxieux ou non. Nous mesurerons leur poids corporel, leur activité physique, leur anticipation alimentaire et les niveaux de leptine, d'insuline, de ghréline et d'AGRP. Enfin, nous co-exprimerons le BDNF ou le NGF et l'indicateur calcique génétiquement codé par GCaMP6s (AAV-CaMKII-GcaMP6s) dans le PFC, dans le but de mesurer l'activité calcique dans les neurones du PFC, pour évaluer leur réponse.

Impact de l'expression des facteurs neurotrophiques au cours de l'hospitalisation sur le pronostic de rémission chez les patients AN
Nous avons terminé un protocole clinique financé par la Fondation de France (REMANO, Marqueurs de rémission dans l'ANOrexie mentale). L'objectif de toute prise en charge des patients AN repose sur un indice de masse corporelle normal, notamment pendant l'hospitalisation, dont la durée est généralement la fixation d'un poids santé compatible avec la sortie. Ainsi, nous mesurerons les facteurs neurotrophiques à deux moments de l'hospitalisation (semaine 1 et mois 3-4 à la sortie). Dans cette étude longitudinale, chaque patient est son propre témoin pour suivre la cinétique des concentrations plasmatiques de facteurs neurotrophiques. Nous avons recruté 120 patients AN, et pour une différence de 15% de concentration de BDNF par exemple, nous avons besoin d'un minimum de 20 rémittents et 30-40 patients AN actuels pour atteindre une puissance statistique dans les comparaisons. L'évaluation de la rémission est effectuée à 6 mois après la sortie d'hospitalisation avec le critère principal d'un indice de masse corporel maintenu et autour de 18 kg/m². Aussi, nous devrions avoir 40 sujets en rémission et 80 en rechute. Donc, même avec une attrition de 20% de notre cohorte, nous devrions pouvoir comparer assez de sujets en rémission (~32 rémissions) et de sujets en rechute (~64 patients) pour identifier une différence statistiquement significative et donc prédictive du devenir des patients vers la rémission après leur hospitalisation.
Ainsi, grâce aux expériences de ce projet nous espérons montrer des corrélations entre des facteurs neurotrophiques dosés dans le sang et des régions cérébrales chez les souris du modèle mABA et que nous pourrons les confirmer à partir des mesures effectués sur le plasma des patients atteints d'AN.