Hyperalgésie et allodynie dans les douleurs aiguës et chroniques : exploration de leurs substrats anatomiques et fonctionnels dans la moelle épinière. – DH-Pain-network

Les états d'hyperalgésie (augmentation de l'efficacité d'un stimulus nociceptif) et d'allodynie (situation dans laquelle un stimulus non nociceptif devient douloureux) caractérisent un grand nombre de douleurs (inflammatoires, neuropathiques, cancéreuses) et se développent souvent assez rapidement après une lésion ou une inflammation périphérique ou centrale du système nerveux. Cependant, très peu de choses sont connues sur les réseaux neuronaux qui les sous-tendent, notamment en ce qui concerne les allodynies. Nous formulons l'hypothèse que dans la corne dorsale de la moelle épinière, les états d'allodynie résultent des interactions entre des interneurones des couches III-IV, qui reçoivent principalement des informations non nociceptives des fibres afférentes de type A beta, et des interneurones des couches I-II, qui sont les cibles des afférences primaires nociceptives de type A delta et C.//Nous utiliserons des injections localisées de traçeurs viraux antérogrades ou rétrogrades dans les couches I-II ou III-IV de la moelle épinière afin de mettre en évidence des connexions nerveuses entre ces structures, et nous identifierons la nature neurochimique des neurones impliqués (immunohistochimie, RT-PCR). Des enregistrements électrophysiologiques (patch-clamp), combinés à des stimulations électriques ou chimiques locales, sur des tranches ou dans des cultures de moelle épinière de rat (ou/et de souris), permettront de caractériser l'excitabilité des neurones et les propriétés des transmissions excitatrices et inhibitrices dans et entre les couches II et III-IV. Les études sur tranches seront menées chez des animaux sains et des animaux inflammatoires (injection intraplantaire de carragénine ou d'adjuvant complet de Freund) afin d'évaluer les changements plastiques induits par l'inflammation. Un modèle de coculture entre neurones des couches I-II et III-IV permettra d'étudier plus en détail les interactions synaptiques entre neurones et d'évaluer les effets des médiateurs de l'inflammation ou des cellules gliales activées sur la transmission nerveuse. Nous activerons sélectivement les réseaux neuronaux impliqués dans l'hyperalgésie thermique au chaud ou l'allodynie mécanique en incubant des tranches d'animaux sains (ou des cocultures) avec des médiateurs connus pour provoquer des états d'hyperalgésie « purs » (adrénomédulline) ou d'allodynie « purs » (hormone mélanotrope (alpha-MSH)) lorsqu'ils sont administrés chez l'animal sain par injection intrathécale. Nous porterons une attention particulière aux cotransmissions GABA/glycine et acétylcholine/GABA qui sont susceptibles d'être des candidats majeurs dans l'interaction entre les couches III-IV et les couches I-II. L'étude des neurones cholinergiques sera effectuée sur des souris transgéniques exprimant la protéine fluorescente EGFP sous le contrôle du promoteur de l'enzyme de synthèse de l'acétylcholine//Notre approche pluridisciplinaire devrait aboutir en premier lieu à caractériser les propriétés morphologiques et électriques des neurones, ainsi que les connexions et les transmissions synaptiques, dans les couches III-IV de la corne dorsale de la moelle épinière, dont on ne connaît pratiquement rien à l'heure actuelle. Notre étude devrait également permettre la mise en évidence d'interactions synaptiques fonctionnelles entre les couches I-II et les couches III-IV et de comprendre leur plasticité durant le développement des états d'hyperalgésie et d'allodynie. Les neurones glycinergiques et cholinergiques des couches III-IV pourraient jouer un rôle fondamental dans ces phénomènes et représenter des cibles prometteuses pour la mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le traitement des états d'hyperalgésie et d'allodynie associés à de nombreuses formes de douleur, notamment les douleurs chroniques qui sont résistantes à la plupart des antalgiques courants.