Contrôle peptidergique de la douleur et des émotions: modulation par le système relaxin-3/RXFP3 – RELAX

Le projet mettra en œuvre des approches de comportement, d’électrophysiologie, et de traçage fonctionnel des circuits par optogénétique. Il utilisera des modèles murins de douleur, et des souris transgéniques permettant d'exprimer des régulateurs de l'activité neuronale dans les neurones à relaxine-3.

1. Aim 1. Le projet a débuté par une vérification des résultats préliminaires, notamment des effets pharmacologiques d’une injection intra-cérébrale d’analogues de la relaxine-3. Nous avons en particulier réalisé des courbes dose-réponses des effets sur le comportement douloureux des analogues A2 et A5 de la relaxine-3 dans le ventricule latéral. Nous avons montré que leurs effets étaient supprimés par l’injection d’antagoniste.
Nous avons ensuite étendu les objectifs initiaux du projet en démontrant aussi des effets comportementaux obtenus après une injection dans l’amygdale baso-latérale (BLA). Nous avons validé la souris relaxine-3-Cre.
2. Aim 2. Des expériences de patch-clamp ont débuté dans la BLA. Les premiers tests n’avaient montré aucun effet en raison de l’absence d’efficacité de l’agoniste A5 en patch-clamp, et de l’absence de marquage des neurones à somatostatine chez les souris GAD-GFP utilisées. Ces problèmes ont été corrigés et les premiers résultats montrent un effet net excitateur de l’agoniste A2 sur les neurones de la BLA.
3. Aim 4. Nous avons mis au point le test de préférence de place conditionné. Nous avons montré que l’injection de l’analogue A5 de la relaxine-3 induit une préférence de place pour la chambre associée à cet analogue. Nous montrons ainsi que la mise en jeu du système relaxine-3/RXFP3 a un effet non seulement sur les réflexes douloureux, mais aussi sur la perception de la douleur par l’animal.
Nous avons étudié les effets des agonistes RXFP3 sur le comportement dépressif associé à la douleur persistante. Dans ce contexte, nous avons utilisé le modèle « cuff » de douleur neuropathique. Le phénotype de type dépressif a été évalué à l'aide du splash test et du test de nage forcée (FST). Bien que les effets ne soient pas encore toujours statistiquement significatif, nous avons observé que l’application de A5 et A2 chez des animaux douloureux diminuent les symptômes dépressifs.

Les travaux vont se poursuivre en caractérisant les effets de lla relaxine-3 endogène sur le comportement douloureux. Nous allons aussi maintenant caractérisés les effets électrophysiologyques en fonction de la nature des neurones étudiés dans la BLA, interneurones ou neurones de projection. Nous entamerons l'étude des voies descendantes entre l'ACC et la moelle épinière. Nous poursuivrons l'étude des effets de la relaxine-3 sur les symptômes dépressifs et nous testerons ces effets en conditions de douleur augmentée.

Abboud C, Duveau A, Bouali-Benazzouz R, Massé K, Mattar J, Fssat P, Boué-Grabot E, Hleihel W, Landry M. (2021) Animal models of pain: diversity and benefits. J Neurosci Methods, 15;348:108997. doi: 10.1016/j.jneumeth.2020.108997.

La douleur chronique est un problème de santé publique avec d’importantes conséquences économiques. La douleur et l’anxiété ou la dépression sont les symptômes les plus fréquents en consultation et sont souvent associés. Malgré leur prévalence, les syndromes douloureux chroniques et leurs comorbidités demeurent un enjeu clinique mal maîtrisé.
Le projet RELAX s’intéresse à la modulation de la douleur chronique, dans ses composantes sensorielles et affectives, et des comorbidités anxieuses ou dépressives par le système peptidergique relaxin-3/RXFP3. Il repose sur des expertises complémentaires à Bordeaux, Strasbourg et Melbourne, pour étudier des microcircuits complexes et des réseaux plus vastes dans un modèle murin préclinique de douleur persistante.
Le système relaxin-3/RXFP3 régule les processus affectifs dans des aires corticales et sous-corticales. Nos données pilotes ont en outre démontré l’effet analgésique central d’un agoniste de la relaxin-3 chez le rat et la souris qui inhibe l’activité du cortex antérieur cingulaire (ACC) et des neurones spinaux. Cette analgésie semble spécifique aux stimulations mécaniques mais pas thermiques. Notre hypothèse est que la relaxin-3 module des circuits neuronaux dans l’ACC qui contrôlent la moelle épinière à travers des voies descendantes spécifiques.
Dans l’Objectif 1, nous compléterons l’analyse des effets d’une injection d’agoniste de la relaxin-3 dans l’ACC. Nous évaluerons également les effets d’un nouvel agoniste formé d’une simple chaîne peptidergique et qui présente un fort potentiel translationnel. Nous étudierons ensuite le rôle d’une libération endogène de relaxin-3 provenant du nucleus incertus. L’Objectif 2 établira la capacité du système relaxin-3/RXFP3 à moduler les microcircuits de l’ACC dans des conditions inflammatoires chez la souris. L’Objectif 3 identifiera les voies descendantes activées par la relaxin-3, et caractérisera les mécanismes spinaux impliqués. Puisque les interneurones parvalbumines de la moelle épinière contrôlent la sensibilité mécanique, mais pas thermique, en filtrant les entrées sensorielles, nous porterons une attention toute particulière à leur implication dans les circuits spinaux dépendants de la relaxin-3. Finalement, l’Objectif 4 étudiera le double effet de la relaxin-3 sur les composantes sensorielles et affectives de la douleur et sur les interactions entre douleur et anxiété/dépression chez un modèle murin de douleur inflammatoire ou d’anxiété stimulée pharmacologiquement.
Techniquement, nous combinerons des approches pharmacologiques et comportementales. Nous documenterons la plasticité des microcircuits locaux de l’ACC et de la moelle épinière à l’aide de méthodes d’imagerie calcique et d’électrophysiologie de pointe. Nous réaliserons des traçages fonctionnels viraux pour identifier et réguler les voies descendantes. Nous utiliserons enfin des approches comportementales pour déterminer les influences croisées entre l’anxiété ou la dépression et les douleurs chroniques – à la fois dans ses composantes sensorielles et affectives.
Les systèmes relaxin-3/RXFP3 pourraient offrir une nouvelle stratégie pour prévenir les influences négatives mutuelles entre douleur et anxiété/dépression. Cet effet devrait potentialiser les effets analgésiques des agonistes RXFP3 ainsi que d’autres antalgiques.
Le projet Relax-3 aura aussi un fort impact sur notre compréhension globale des circuits de la douleur. Nous caractériserons des sous-populations de neurones de l’ACC responsables de l’augmentation d’activité de la moelle épinière. Nous nous attacherons à comprendre les bases de la spécificité mécanique des effets de la relaxin-3, et le possible rôle des interneurones parvalbumines. Enfin, le système peptidergique relaxin-3 pourrait se révéler une cible majeure pour assurer une régulation fine de la transmission des informations sensorielles, de leur intégration cérébrale, et des comorbidités associées aux états pathologiques.