Academic literature on the topic 'Système nerveux somatosensoriel'

Les cellules microgliales, qui sont les macrophages du système nerveux central, ont été principalement étudiées en conditions pathologiques. Néanmoins, l'étude de la microglie aux stades périnataux indique qu'elle influence le développement normal du système nerveux central. Des interactions directes et indirectes entre la microglie et les synapses existent mais les mécanismes par lesquels ces cellules immunitaires ciblent les synapses et modulent leur maturation fonctionnelle durant le développement postnatal sont peu connus. Au cours de mon travail de thèse, je me suis intéressée aux cellules microgliales et à leurs fonctions dans le développement postnatal du cortex somato-sensoriel de la souris. Dans une première étude, nous avons montré qu'au cours de la première semaine post-natale le recrutement des cellules microgliales aux sites synaptiques en maturation met en jeu une voie de signalisation impliquant la chimiokine neuronale fractalkine et de son récepteur microglial CX3CR1. En effet, un défaut d'expression de ce récepteur retarde le recrutement des cellules microgliales aux sites synaptiques et entraine un retard de maturation fonctionnelle des synapses thalamocorticales. Dans une seconde étude, nous avons caractérisé le phénotype des cellules microgliales lors de la maturation fonctionnelle des réseaux synaptiques corticaux. Nous avons montré que les cellules microgliales adoptent un phénotype particulier lorsqu'elles sont recrutées aux synapses en maturation. Ce phénotype diffère de celui exprimé par la microglie adulte en conditions physiologiques et pathologiques et pourrait permettre aux cellules microgliales d'accomplir des fonctions spécifiques nécessaires à la maturation synaptique. Dans une troisième étude, nous avons testé les effets de la minocycline sur le développement cortical. Cette tétracycline est connue pour bloquer l'activation microgliale chez l'adulte. De façon surprenante, nous avons observé que pendant une période critique se situant à la fin de la première semaine post-natale la minocycline induit une importante mort cellulaire qui s'accompagne d'une altération de la distribution des cellules microgliales et déclenche leur activation. L'ensemble de mes données montrent que les cellules microgliales sont très sensibles aux changements de leur environnement, que leur phénotype fonctionnel change en conditions physiologiques en fonction de cet environnement et que des interactions réciproques entre neurones et microglie influencent la maturation fonctionnelle des réseaux synaptiques corticaux lors du développement postnatal.

A la suite d'un traumatisme nerveux les neurones périphériques ont la capacité de régénérer. La repousse est possible grâce à l'environnement permissif et les aptitudes intrinsèques des neurones périphériques à entamer un processus régénératif. Cette capacité intrinsèque se traduit par des remaniements cellulaires et moléculaires induits notamment par la modification de l'expression de nombreux gènes. Ma thèse a porté sur l'étude de l'un d'entre eux : CaMKIα (Calcium-Calmodulin-dependent kinase Iα), dont nous avons montré l'induction de l'expression dans les neurones de ganglions rachidiens dorsaux par une lésion du nerf sciatique. Cette kinase, jamais encore décrite dans le système nerveux périphérique adulte, est impliquée dans le développement neuronal au niveau central. Nous avons établi que l'expression de CaMKIα est spécifiquement induite à la suite de différents types de traumatismes mécaniques du nerf sciatique (sections, compressions chroniques ou aiguës) dans une population restreinte de neurones lésés, majoritairement myélinisés. La localisation subcellulaire de CaMKIα, à la fois dans le corps cellulaire des neurones et dans les fibres du nerf sciatique, évoque un transport axonal de la kinase vers le site de lésion. L'inhibition de la voie de signalisation de CaMKIα par traitement pharmacologique ou l'utilisation de siRNA dirigés contre CaMKIα induit in vitro une chute significative de la vitesse de pousse des neurites des neurones lésés. L'ensemble de ces résultats suggère que l'induction de CaMKIα contribue à la régénération axonale post-lésionnelle des neurones périphériques
Peripheral neurons have the capacity to regenerate after injury. This regeneration is allowed by thefavorable environment generated by the cellular components of the system and intrinsic aptitudes ofthe peripheral neurons to enter this process. These intrinsic abilities are manifested as cellular changes and molecular alterations including transcriptional and post-transcriptional modifications. Prior to my work, our laboratory carried out transcriptomic analysis on dorsal root ganglia after nerve injury. This allowed us to highlight a set of genes induced in response to peripheral nerve lesion. My thesis focused on one of them: CaMKIα (Calcium-Calmodulin-dependent kinase Iα). This kinase, not previously described in the adult peripheral nervous system, has been shown to be involved in central nervous system neuronal development. We have shown that CaMKIα is specifically induced following different kinds of mechanical lesions of the sciatic nerve (sections and acute or chronic crush) in a restricted, predominantly myelinated, population of injured neurons. The subcellular location of CaMKIα, both in the soma and nerve fibers suggest an axonal transit of the kinase to the injury site. The inhibition of the CaMKIα signaling pathway by a pharmacological compound or RNA silencing in vitro induced a significantly decreased velocity of neurite growth in injured neurons. Taken together, these results suggest that the induction of CaMKIα contributes to the post injury axonal regeneration of peripheral neurons

Douleurs chroniques : Implication et potentiel thérapeutique des membres de la famille FXYDLes douleurs chroniques constituent un problème majeur de santé publique affectant près de 18% de la population mondiale. Elles ont des conséquences néfastes sur la qualité de vie des patients et engendrent des situations critiques sur le plan médical, sociologique et économique. Les traitements actuels sont relativement limités, souvent inefficaces et/ou présentent des effets secondaires délétères. De fait, une meilleure connaissance et une meilleure prise en charge de cette pathologie constituent des enjeux importants en recherche fondamentale et clinique.Dans ce contexte, mon projet de thèse a porté sur deux protéines, Fxyd2 et Fxyd7, qui appartiennent à la famille des protéines à motif FXYD qui contient 7 membres. Ces deux protéines sont décrites comme modulateurs de l’activité de la pompe Na,K-ATPase, et sont présentes dans des sous-types très spécifiques de neurones somatosensensoriels au sein des ganglions rachidiens dorsaux. La pompe Na,K-ATPase est décrite dans de nombreux phénomènes physiologiques et joue un rôle important dans l’excitabilité neuronale par le maintien du potentiel membranaire grâce à un jeu d'entrée et de sortie de sodium (Na+) et de potassium (K+). Le maintien de cet équilibre ionique est d’autant plus important que des phénomènes d’hyperexcitabilité neuronale sont souvent décrits dans le cadre des douleurs chroniques.Dans un premier objectif de mon projet de thèse, j’ai participé au développement d’une stratégie thérapeutique transposable à l’Homme basée sur une approche innovante de thérapie génique d’extinction. Ainsi, nous avons montré que l’usage d’oligonucléotides antisens lipidomodifiés dirigés contre le gène Fxyd2 et administrés par voie intrathécale permet un effet analgésique puissant chez des rats en condition de douleur neuropathique ou inflammatoire, aboutissant au retour à une sensibilité mécanique normale. De plus, des modifications chimiques conférant une meilleure stabilité de notre molécule thérapeutique permettent de prolonger son efficacité jusqu’à 10 jours.Mes travaux se sont portés, dans un deuxième objectif, sur la compréhension des modes d’action de Fxyd2 dans la physiopathologie des neurones somatosensoriels des ganglions rachidiens dorsaux notamment en identifiant ses partenaires protéiques par une approche protéomique. Ainsi, nous avons montré par spectrométrie de masse en tandem et par Proximity Ligation Assay, que Fxyd2 pouvait interagir de manière directe avec d’autres protéines que la sous unité ɑ1 de la pompe Na,K-ATPase en condition physiologique chez la souris. En effet, Fxyd2 semble interagir également avec la sous unité ɑ3 de cette pompe et aussi avec la PMCA, la GST et la Prdx6.Dans un troisième objectif, j’ai également étudié le rôle du gène Fxyd7 dans le système somatosensoriel aussi bien en condition normale que pathologique. Dans un premier temps, j’ai confirmé son profil d’expression au sein de sous populations neuronales de nocicepteurs peptidergiques, de mécanocepteurs et de neurones proprioceptifs dans les GRD de souris. Ensuite, en utilisant la souris Knock-Out pour le gène Fxyd7, j’ai procédé à des différents tests de motricité, d’équilibre et de sensibilité qui n’ont montré aucun défaut majeur chez ces souris en condition naïve. En condition de douleur neuropathique, avec le modèle SNL (Spinal Nerve Ligation), les tests de sensibilité mécanique ont montré aucune influence de la mutation, ni sur la phase aigüe de la douleur, ni sur sa chronicisation alors qu’en condition de douleur inflammatoire, avec le modèle CFA (Complete Freund’s Adjuvant), l’absence du gène empêche la chronicisation de la douleur inflammatoire de manière remarquable.Nos résultats montrent ainsi un potentiel thérapeutique majeur de deux membres de la famille FXYD pour traiter les douleurs chroniques
Chronic pain: Implication and therapeutic potential of FXYD protein members Chronic pain is a major public health problem affecting nearly 18% of the world’s population. It has deleterious consequences on patient’s quality of life and generates critical situations on the medical, sociological and economic levels. Current treatments are relatively limited, often ineffective and/or have deleterious side effects. In fact, better knowledge and an improved management of these pathologies is a major challenge for fundamental and clinical research.In this context, my thesis project is based on two different proteins, Fxyd2 and Fxyd7, which are members of a family of 7 proteins which contain a characteristic FXYD amino-acid motif. These two proteins have been described as modulators of the Na,K-ATPases’ activity, and are present in very specific somatosensory neurons of the dorsal root ganglia. The Na,K-ATPase pump is implicated in a large variety of physiological phenomena with a critical role in neuronal excitability by maintaining membrane potential thanks to the transfer of sodium (Na+) and potassium (K+). The maintenance of this ionic equilibrium is a crucial point since neuronal hyperexcitability has often been described in chronic pain.The first objective of my thesis was to develop a therapeutic strategy suitable for human therapy based on a very innovative gene extinction strategy. Thus, we showed that lipidomodified antisense oligonucleotides directed against the Fxyd2 gene and administered intrathecally induce a strong analgesic effect in neuropathic pain or in inflammatory pain models of rats, leading to normal mechanical sensitivity. Moreover, we showed that specific chemical modifications induce a better stability of our therapeutic molecule which prolongs its efficacy up to 10 days.In the second objective, my work was directed toward understanding the mechanisms of action of Fxyd2 in neuronal physiopathology in dorsal root ganglia, especially by identifying its protein partners using a proteomic approach. Thus, I showed by tandem mass spectrometry and by Proximity Ligation Assay that Fxyd2 could interact directly with proteins other than the ɑ1 subunit of the Na,K-ATPase in physiological conditions in mice. Indeed, Fxyd2 seems to interact also with the ɑ3 subunit of this pump and also with PMCA, GST and Prdx6.My third objective was to study the role of the Fxyd7 gene in the somatosensory system in normal and pathological conditions. In the first place, I used in situ hybridization to show its expression in specific neuronal subpopulations including peptidergic nociceptors, mechanoreceptors and in proprioceptive neurons in the mouse DRG. Then, using motor, equilibrium and mechanical sensitivity tests in Fxyd7 KO mice, I demonstrated the absence of major behavioral defects in these mice in normal conditions. In neuropathic pain conditions, using the SNL (Spinal Nerve Ligation) model, mechanical sensitivity tests did not reveal any influence of this mutation, neither in the acute nor chronic phases. However, in chronic inflammatory pain conditions induced by injection of CFA (Complete Freund’s Adjuvant), Fxyd7 null mutants failed to maintain pain responses. Thus Fxyd7 expression in DRG neurons appears to be specifically required for the maintenance of chronic inflammatory pain.Our results thus show a major therapeutic potential of two FXYD family members to treat chronic pain