La dystonie est un mouvement anormal caractérisé par des contractions musculaires soutenues à l’origine de mouvements répétitifs et/ou de postures anormales. Des arguments cliniques chez l’homme et expérimentaux chez le rongeur suggèrent qu’il puisse exister une hyperactivité du système cholinergique intra-striatal chez les patients dystoniques. Afin de démontrer cette hypothèse, nous avons mené deux types d’expériences. Dans un premier temps, nous avons mis au point un modèle de dystonie chez le primate sub-humain en réalisant des infusions chroniques d’agoniste cholinergique (oxotremorin) au sein du putamen. Les enregistrements électrophysiologiques réalisés du côté controlatéral à la dystonie, montraient une nette diminution de l’activité neuronale au niveau des pallidum externe (GPe) et interne (GPi) plaidant pour un dysfonctionnement des deux voies striato-pallidales directe et indirecte dans la physiopathologie de la maladie. Dans un second temps, nous avons étudié la fixation du transporteur de l’acétylcholine (VAChT) en PET-scan dans deux populations de sujets (patients présentant une dystonie génétique de type DYT1 et sujet témoins appariés) en utilisant un marqueur spécifique (18F-FEOBV). Nous avons observé que la fixation du traceur était diminuée au niveau du putamen postérieur chez les patients. En incluant l’âge des sujets dans l’analyse, seuls les patients jeunes (< 46 ans) présentaient des anomalies de fixation au niveau du striatum. Ces résultats montrent l’implication majeure du système cholinergique striatal dans la physiopathologie de la dystonie et les processus de plasticité de ces récepteurs au cours de l’évolution de la maladie. Ils ouvrent potentiellement de nouvelles perspectives thérapeutiques en suggérant le développement d’agonistes muscariniques plus spécifiques pour le traitement des dystonies.

Dystonia is an abnormal movement characterized by sustained muscle contractions, leading to repetitive movements and/or abnormal postures. Clinical evidence in humans, as well as experimental findings in rodent models, suggest the presence of intra-striatal cholinergic hyperactivity in dystonic patients. To test this hypothesis, we conducted two types of studies. First, we developed a non-human primate model of dystonia by chronically infusing a cholinergic agonist (oxotremorin) into the putamen. Electrophysiological recordings performed contralateral to the dystonic symptoms revealed a marked decrease in neuronal activity within both the external (GPe) and internal (GPi) segments of the globus pallidus. These findings support the involvement of both the direct and indirect striatopallidal pathways in the pathophysiology of dystonia. Secondly, we investigated the binding of the vesicular acetylcholine transporter (VAChT) using PET imaging in two subject groups: patients with genetically confirmed DYT1 dystonia and age-matched healthy controls. A specific PET tracer, [ ¹⁸ F]-FEOBV, was used. We observed reduced tracer binding in the posterior putamen of dystonic patients. Age-stratified analysis indicated that this reduction was significant only in younger patients ( <  46 years), suggesting age-dependent cholinergic alterations within the striatum. Together, these results highlight a major role of the striatal cholinergic system in the pathophysiology of dystonia and point to receptor plasticity mechanisms over the course of the disease. They also suggest novel therapeutic avenues, particularly through the development of more selective muscarinic agonists for the treatment of dystonia.