Entretien : Michel Engeln

Michel Engeln est chargé de recherche CNRS à l’IMN. Il a rejoint l’équipe de Serge Ahmed en janvier 2021.

Bordeaux Neurocampus : C’est en fait un retour à Bordeaux pour vous. Pouvez-vous vous présenter pour ceux qui ne vous connaissent pas ?

Michel Engeln : Je viens de rentrer des Etats-Unis, j’ai fait mon post-doctorat à l’Université du Maryland à Baltimore pendant 6 ans et demi, dans le laboratoire de Mary Kay LOBO. J’ai eu mon poste au CNRS en septembre 2020, et je suis arrivé à Bordeaux en janvier 2021.

Dans mes travaux, je m’intéresse aux substrats moléculaires de la prise de drogue, plus particulièrement la cocaïne. On sait que la cocaïne, et la prise répétée de drogue en général, va engendrer des changements moléculaires à travers différentes populations de neurones, qui sont responsables de mécanismes comme la plasticité neuronale.

Dans mes recherches, plutôt que de trouver le gène de l’addiction ou la molécule clé, je vais essayer de comprendre les fonctions un peu plus globales qui sont changées après une prise de drogue, par exemple la voie de signalisation d’un récepteur ou l’expression d’un facteur de transcription, et comment il va réguler l’expression d’autres gènes, ou encore comment la prise de drogue affecte l’expression de certaines molécules qui modifient la morphologie des neurones.

Durant mon post-doctorat, j’ai ciblé des populations neuronales précises au sein d’une même structure cérébrale, ou ciblé précisément un circuit, pour voir comment l’expression de certains gènes est changée spécifiquement dans ces sous-populations neuronales, afin de mieux comprendre les mécanismes liés à la prise de drogue. Par exemple, dans le noyau accumbens, il existe les neurones avec les récepteurs à la dopamine D1 et ceux avec les récepteurs à la dopamine D2, qui ont des rôles parfois opposés, parfois complémentaires, on utilisait donc des animaux transgéniques pour cibler spécifiquement ces populations de neurones.

B.N. : Vous venez de réintégrer l’IMN après plus de 6 ans à Baltimore, qu’avez-vous retiré de cette expérience ?

M.E. : C’était très enrichissant, j’ai appris beaucoup de nouvelles choses notamment la biologie moléculaire, ce que je n’avais pas vu pendant mon master et ma thèse, car j’ai une formation avec une licence de psychologie et neurosciences comportementales. Cela m’a demandé un peu de temps pour m’y mettre, mais j’ai acquis cette expertise donc c’était très intéressant !

J’ai aussi rencontré des collègues, devenus aujourd’hui des amis, qui sont d’excellents scientifiques et avec qui j’ai pu créer une dynamique de travail, j’espère que l’on continuera de travailler ensemble à travers des collaborations.

Dans les laboratoires aux États-Unis, il y a généralement un seul chercheur titulaire (souvent en déplacement) et plusieurs doctorants et post-doctorants, ce qui nous pousse à être assez autonome et indépendant. Avec mes collègues, on a travaillé ensemble, on s’est entraidé et on a construit des projets, ce qui était très intéressant et qui me servira par la suite.

B.N. : Et donc après Strasbourg, Bordeaux et Baltimore … Pourquoi avez-vous choisi de revenir travailler ici ?

M.E. : Pendant ma thèse à l’IMN, sous la direction de Pierre-Olivier Fernagut, j’ai pu voir que Bordeaux était une ville très active et intéressante pour les neurosciences. Les laboratoires ont un grand intérêt pour l’addiction, la motivation et les aspects de récompense d’une manière un peu historique.

Pendant ma thèse, je m’étais intéressé aux comportements liés à l’addiction dans la maladie de Parkinson  où il y a des problèmes de dopamine, molécule très importante pour la récompense. Pendant ces travaux, j’ai collaboré avec Serge Ahmed, et j’ai beaucoup aimé le type d’expériences utilisées et la façon dont il appréhende l’addiction. Donc quand je pensais revenir en France à la fin de mon post-doctorat, je savais qu’il y avait ces laboratoires et cet environnement bordelais qui est propice. Et Bordeaux est une belle ville !

B.N. : Vous intégrez l’équipe “Prise de décision pathologique dans l’addiction » dirigée par Serge Ahmed à l’IMN. Pouvez-vous nous expliquer en quoi vont consister vos recherches ?

M.E. :Je vais combiner ce que j’ai acquis dans le passé : comportement et biologie moléculaire, et m’intéresser aux mécanismes et changements moléculaires liés à la drogue, dans certaines populations de neurones ou certains circuits neuronaux précis, et avec un aspect comportemental un peu plus précis et complexe que ce que j’ai pu faire par le passé. Je vais par exemple cibler des neurones de projection avec notamment des virus rétrogrades injectés dans la structure cible pour regarder l’expression de gènes dans ces circuits ou utiliser des virus pour manipuler l’expression de ces gènes.

J’aimerais ajouter à cela les différences interindividuelles, petit héritage de ma thèse. Chez les consommateurs de cocaïne, on voit que seuls 15% d’entre eux développent une addiction et perdent le contrôle de leur prise de drogue. Donc on va essayer de retrouver cela chez les modèles animaux et voir quelles sont les différences chez ces individus que la cocaïne va engendrer, et comment la cocaïne va modifier les circuits de récompense chez eux.

B.N. : Quelles techniques allez-vous utiliser pour répondre à ces questions ?

M.E. : Je vais utiliser beaucoup de biologie moléculaire, dont le RiboTag qui est une immunoprécipitation des ribosomes. Je vais chercher à marquer les ribosomes de certains neurones spécifiquement. Grâce à ce marqueur, on peut ensuite précipiter les ribosomes et filtrer l’ARN qui y est attaché. Cela permet ensuite de regarder l’expression de gènes uniquement dans certaines populations de neurones. Je vais aussi utiliser des vecteurs viraux (car je travaille chez le rat et c’est peu courant d’avoir des rats transgéniques), des techniques moléculaires plutôt cellule-spécifique, du séquençage d’ARN. Tout cela afin de voir de manière générale comment l’expression des gènes est changée, donc quelle fonction cellulaire est changée, pour ensuite cibler ces fonctions cellulaires particulières. Et tout cela avec un aspect comportemental chez les rats grâce au laboratoire de Serge Ahmed.

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Sélection de publications

• Chandra R*, Engeln M*, Schiefer C, Patton MH, Martin JA, Werner CT, Riggs LM, Francis TC, McGlincy M, Evans B, Nam H, Das S, Girven K, Konkalmatt P, Gancarz AM, Golden SA, Iñiguez SD, Russo SJ, Turecki G, Mathur BN, Creed M, Dietz DM, and Lobo MK (2017) Drp1 mitochondrial fission in D1 neurons mediates behavioral and cellular plasticity during early cocaine abstinence. Neuron. 96(6):1327-1341 *contributed equally
• Engeln M, Mitra S, Chandra R, Gyawali U, Fox ME, Dietz DM, Lobo MK (2020) Sex specific role for Egr3 in nucleus accumbens D2-medium spiny neurons following long term abstinence from cocaine self-administration. Biological Psychiatry. 1;87(11):992-1000.
• Engeln M, Song Y, Chandra R, La A, Fox ME, Evans B, Turner MD, Thomas S, Francis TC, Hertzano R, Lobo MK (2020) Individual Differences in Stereotypy and Neuron Subtype Translatome With TrkB Deletion. Molecular Psychiatry. doi: 10.1038/s41380-020-0746-0.
• Engeln M*, Fox ME*, Lobo MK (2021) Housing conditions during self-administration determine motivation for cocaine in mice following chronic social defeat stress. Psychopharmacology (Berl). 238 (1), 41-54. *contributed equally