Nouveaux outils d'identification des rôles des récepteurs P2X4 pour cibler les comorbidités psychiatriques induites par les douleurs crhoniques – PurplePain

- Génération des lignées murines : pour produire les différentes lignées de souris nécessaires au projet.
- Quantification de l'expression de P2X4 : par des approches d'hybridation in situ et d'immunohistochimie.
- Mesure de l'hyperexcitabilité spinale induite par l'activation de P24 par une approche d'électrophysiologie in vivo.
- Caractérisation des voies de signalisation induites par P2X4 : par une approche pharmacologique.
- Visualisation de l'activité de P2X4 basée sur le développement de nouveaux biosenseurs.
- Contrôle de l'activation de P2X4 avec des outils photomodulables ciblant spécifiquement les récepteurs P2X.
- Effets sur les comorbidités : utilisation de tests comportementaux.
Effets de l'activation de P2X4 sur la douleur chronique et les comorbidités par une approche d'outils optogénétiques.

Nous avons utilisé des outils pharmacologiques et génétiques pour invalider le récepteur P2X4 globalement ou spécifiquement dans les microglies ou pour l'exprimer de façon permanente à la membrane cellulaire pour caractériser le phénotype des souris après l'induction d'une douleur neuropathique chez les mâles et les femelles. Nos résultats montrent une expression de novo du récepteur P2X4 dans les microglies de la corne dorsale de la moelle épinière identiques chez les deux sexes. L'invalidation pharmacologique du récepteur permet de réverser le phénotype douloureux. Ces résultats ont été confirmés par une approche d'electrophysiologie in vivo qui a mis en évidence le développement d'une hyperexcitabilité neuronale spinale uniquement chez les souris exprimant le récepteur. Ces mêmes souris développement des troubles anxio-dépressifs qui ne sont pas observés chez les souris invalidés pour le récepteur P2X4.

Nous allons maintenant finaliser le développement des outils optogénétiques et moduler l'activité des récepteurs P2X4 dans la microglie après douleur neuropathique.

Contexte : De nos jours, et en absence de thérapie efficace, la douleur chronique est un problème majeur de santé publique et économique; Elle est associée au développement de comorbidités anxio-dépressives qui affectent drastiquement la qualité de vie des patients, à la fois physiquement et émotionnellement. Le récepteur purinergique P2X4 est exprimé dans les cellules de nombreux tissus et est associé à des fonctions physiologiques et physiopathologiques importantes. Dans le système nerveux, l’activation du récepteur P2X4 microglial et neuronal par l’ATP extracellulaire induit le développement d’une excitabilité cellulaire conduisant à une douleur chronique chez le mâle. Des données récentes suggèrent que P2X4 est également associé aux comorbidités liées aux douleurs. Ces récepteurs représentent donc une cible thérapeutique prometteuse dans le traitement des douleurs et par conséquent, dans les comorbidités psychiatriques. Cependant, il a été suggéré que les femelles utilisent une voie indépendante de P2X4. De plus, la contribution respective des récepteurs P2X4 microgliaux et neuronaux dans le développement des douleurs et des comorbidités n’a pas encore été caractérisée.

Objectifs: Nous proposons d’identifier les mécanismes cellulaires impliquant P2X4 dans la douleur chronique et les comorbidités associées par l’utilisation de lignées murines Knock-in ou Knock-out conditionnelles pour P2X4, spécifiquement dans les microglies ou les neurones, soit en augmentant son expression membranaire (cP2X4KI) ou en le supprimant (cP2X4KO) et en les associant à des nouveaux senseurs moléculaires et des outils d’optogating afin de caractériser son activité et de la moduler.

Dans ce projet, nous:
1. Déterminerons la part respective des récepteurs P2X4 dans la microglie et les neurones durant une douleur chronique chez les mâles et les femelles.
2. Caractériserons les mécanismes cellulaires consécutifs à l’activation de P2X4 et leurs conséquences sur l’excitabilité des réseaux.
3. Identifierons si les comorbidités développées lors de douleur chronique sont sous le contrôle du récepteur P2X4 microglial et/ou neuronal.
4. Modulerons la douleur et les comorbidités en modifiant l’activité du récepteur.

Impact : Notre projet est en adéquation avec la CES 14 (physiologie et physiopathologie). L’expertise technique et scientifique complémentaire de notre consortium, qui consiste en quatre équipes de recherche (IGF (Montpellier), IMN (Bordeaux) and CAMB (Strasbourg)), possédant une expérience forte et des outils maitrisés dans les domaines de la douleur, la signalisation purinergique et la biophysique nous permettra de caractériser en détails et d’une façon novatrice le rôle physiologique et physiopathologique de la signalisation purinergique.
Ce projet, donnera une compréhension transversale de la molécule au comportement du rôle de P2X4 dans la douleur chronique et les comorbidités associées par l’utilisation d’outils originaux.
A terme, il pourra être étendu à d’autres pathologies dégénératives dans lesquelles l’inflammation et l’hyperexcitabilité sont observées (maladie d’Alzheimer, épilepsie…). Ce projet devrait promouvoir l’identification des récepteurs P2X dans une nouvelle aire thérapeutique. Une meilleure compréhension de leurs rôles dans les douleurs pathologiques chez les mâles et les femelles aura d’importantes retombées pour le développement de traitements que nous avons maintenant à développer.