Peptides et douleur : De nouvelles découvertes remettent en question les idées reçues
Des recherches sur les neuropeptides montrent des résultats surprenants dans les études de réponse à la douleur.
Donald Iain MacDonald, Monessha Jayabalan, Jonathan Seaman, Rakshita Balaji, Alec Nickolls, Alexander Chesler
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Les neuropeptides sont des molécules spéciales fabriquées par les cellules nerveuses (neurones) dans le corps. Ils jouent un rôle important dans la communication entre notre cerveau et notre corps, surtout en ce qui concerne la douleur, la faim et le stress. Il y a plus d'une centaine de neuropeptides chez les mammifères, chacun ayant son propre job. Certains neuropeptides aident les neurones à devenir plus actifs ou régulent la force des connexions entre eux, tandis que d'autres peuvent influencer notre système immunitaire.
Dans le monde de la médecine, les médicaments ciblant les neuropeptides et leurs récepteurs deviennent de plus en plus populaires. Ils sont utilisés pour divers problèmes de santé, dont l'obésité et les migraines. Cependant, les chercheurs essaient encore de déterminer quels neuropeptides peuvent être ciblés efficacement pour soulager la douleur et d'autres conditions.
Douleur et ses défis
Un gros problème de santé auquel beaucoup de gens sont confrontés est la Douleur chronique. On estime que plus de 20 % de la population souffre de douleur chronique, ce qui peut sérieusement affecter la vie quotidienne. Donc, il est urgent de trouver de nouvelles méthodes pour gérer la douleur. Deux neuropeptides qui ont reçu beaucoup d'attention dans l'étude de la douleur chronique sont la Substance P et CGRPα.
La substance P est un petit peptide composé de 11 éléments, tandis que CGRPα est un poids lourd dans le monde des neuropeptides, avec 37 éléments. Les deux neuropeptides se trouvent dans les cellules nerveuses sensibles à la douleur à travers notre système nerveux.
Quand ces neuropeptides entrent en action, ils peuvent déclencher la libération de substances chimiques qui augmentent les signaux de douleur dans notre corps. Cela peut mener à un état appelé inflammation neurogène, qui est en gros quand la douleur et l'inflammation forment une équipe indésirable.
Les chercheurs ont passé des décennies à étudier comment ces deux neuropeptides influencent la douleur. Ils sont impliqués dans divers processus comme l'inflammation des tissus, une sensibilité accrue à la douleur, et la sensation de souffrance due à la douleur.
Le dilemme des médicaments
Cependant, quand il s'agit de créer des médicaments ciblant ces neuropeptides, les choses deviennent compliquées. Des bloqueurs sélectifs pour la substance P ont été testés chez l'homme mais n'ont pas donné les résultats escomptés. D'autre part, les anticorps monoclonaux CGRP ont montré des promesses pour traiter les migraines, mais leur efficacité pour d'autres types de douleur chez l'homme reste floue.
Certaines études ont montré que les animaux sans substance P ou CGRPα montrent des déficits de douleur, mais les résultats sont incohérents et varient d'une étude à l'autre.
Fait intéressant, quand les chercheurs ont complètement arrêté l'activité des cellules nerveuses qui produisent ces neuropeptides, il y a eu des réductions significatives de la sensibilité à la douleur. Cela indique que, même si ces neuropeptides peuvent jouer un rôle dans la douleur, ils ne sont peut-être pas les seuls acteurs sur le terrain.
L'expérience de double knockout
Pour approfondir les rôles de la substance P et CGRPα dans la douleur, les chercheurs ont décidé de développer un nouveau modèle de recherche : des souris qui manquent complètement de ces deux peptides. On appelle ça un double knockout (DKO). Le but de cette étude était de voir comment ces souris réagiraient à la douleur aiguë et chronique.
Quand les scientifiques ont examiné ces souris DKO, ils n'ont trouvé aucune trace de substance P ou CGRPα dans les zones du système nerveux liées à la douleur. Ils ont utilisé des techniques d'imagerie avancées pour confirmer cette absence. L'absence de ces neuropeptides a entraîné une baisse de la signalisation à travers leurs récepteurs correspondants.
Douleur aiguë et ses effets
Les chercheurs voulaient savoir si le manque de ces neuropeptides changeait la façon dont ces souris DKO réagissaient à des stimuli douloureux ou irritants. Ils les ont soumis à divers tests de douleur, comme les piquer avec des poils doux ou appliquer de la chaleur sur leurs pattes, et ont constaté que les souris DKO se comportaient comme des souris normales.
Dans tous les tests de perception de la douleur - que ce soit mécanique, thermique ou chimique - il n'y avait pas de différence entre les souris DKO et leurs homologues normales. Même lorsqu'elles étaient soumises à des substances qui causent habituellement de la douleur ou de l'irritation, les deux groupes réagissaient de manière similaire.
Donc, que ce soit un coup douloureux ou une surface chaude, l'absence de substance P et CGRPα n'a pas modifié la réponse aiguë à la douleur.
Inflammation et douleur neurogène
La douleur inflammatoire chronique entraîne souvent des changements durables dans la façon dont les cellules nerveuses réagissent aux stimuli, et les neuropeptides sont censés jouer un rôle significatif là-dedans.
Étonnamment, lorsque les chercheurs ont testé les souris DKO pour des réponses liées à la douleur inflammatoire, les souris DKO et normales ont développé de fortes réponses aux stimuli douloureux. Ça incluait la sensibilité à la chaleur et mécanique après avoir été injectées avec des agents inflammatoires.
Les chercheurs ont découvert que même lorsqu'ils injectaient des agents inflammatoires comme le Complete Freund’s Adjuvant (CFA) ou le Prostaglandin E2 (PGE2) dans les souris DKO, elles présentaient toujours des réactions similaires à celles vues chez les souris normales.
De plus, lorsqu'elles étaient exposées à la capsaïcine et d'autres agents inflammatoires, les souris DKO montraient des gonflements et d'autres signes d'inflammation tout comme leurs homologues normales.
Inflammation neurogène
L'inflammation neurogène se produit quand les terminaisons nerveuses libèrent certaines substances qui entraînent un gonflement et une rougeur. Les chercheurs ont été perplexes de découvrir que ce processus restait intact même en l'absence des deux neuropeptides chez les souris DKO.
La vision traditionnelle suggérait que le retrait de ces neuropeptides aurait un impact significatif sur l'inflammation neurogène. Cependant, les souris DKO montraient quand même des gonflements et des fuites plasmatiques similaires après des défis inflammatoires, ce qui indique que d'autres voies pourraient compenser l'absence de ces neuropeptides.
Douleur neuropathique et son évaluation
Enfin, les chercheurs voulaient examiner comment l'absence de ces neuropeptides affecterait la douleur neuropathique, où des stimuli ordinaires peuvent sembler douloureux. Ils ont créé deux modèles de douleur neuropathique chez les souris DKO.
Dans une expérience, ils ont simulé une blessure nerveuse puis ont surveillé comment les souris réagissaient à des touchers doux et des températures froides par la suite. Les résultats ont montré aucune différence entre les souris DKO et normales – les deux groupes ressentaient des niveaux similaires de douleur.
Dans une autre expérience, ils ont traité les souris avec un médicament de chimiothérapie connu pour provoquer une douleur induite par le froid. Encore une fois, les souris DKO et normales réagissaient de la même manière au stimulus de froid.
Conclusion : Qu'est-ce qu'on a appris ?
L'absence de substance P et CGRPα chez les souris DKO a mené à des découvertes intéressantes. Malgré le fait que ces neuropeptides soient étroitement liés à la douleur de plusieurs manières, leur absence n'a pas notablement changé les réponses à la douleur dans divers scénarios.
Ça amène une pensée amusante : si ces neuropeptides étaient à une fête, ils auraient pu penser qu'ils étaient le centre de l'attention, mais il s'est avéré que la fête pouvait très bien continuer sans eux.
De plus, les résultats remettent en question certaines croyances traditionnelles sur la façon dont la douleur est traitée dans le système nerveux. Ils suggèrent que, quand il s'agit de transmettre les signaux de douleur, ces neuropeptides ne sont pas les seuls acteurs en scène.
Avec un vaste éventail d'autres molécules de signalisation et voies dans le corps, le mystère de la douleur est loin d'être résolu. Le travail effectué avec les souris DKO ouvre des portes à de futures recherches qui pourraient découvrir de nouvelles avenues pour le traitement de la douleur.
Au final, le monde des neuropeptides est plein de surprises, et à mesure que davantage de recherches mettent en lumière ces molécules, nous pourrions apprendre comment s'attaquer efficacement à la douleur et améliorer la qualité de vie de nombreuses personnes.
Titre: Pain persists in mice lacking both Substance P and CGRPα signaling
Résumé: The neuropeptides Substance P and CGRP have long been thought important for pain sensation. Both peptides and their receptors are expressed at high levels in pain-responsive neurons from the periphery to the brain making them attractive therapeutic targets. However, drugs targeting these pathways individually did not relieve pain in clinical trials. Since Substance P and CGRP are extensively co-expressed we hypothesized that their simultaneous inhibition would be required for effective analgesia. We therefore generated Tac1 and Calca double knockout (DKO) mice and assessed their behavior using a wide range of pain-relevant assays. As expected, Substance P and CGRP peptides were undetectable throughout the nervous system of DKO mice. To our surprise, these animals displayed largely intact responses to mechanical, thermal, chemical, and visceral pain stimuli, as well as itch. Moreover, chronic inflammatory pain and neurogenic inflammation were unaffected by loss of the two peptides. Finally, neuropathic pain evoked by nerve injury or chemotherapy treatment was also preserved in peptide-deficient mice. Thus, our results demonstrate that even in combination, Substance P and CGRP are not required for the transmission of acute and chronic pain.
Auteurs: Donald Iain MacDonald, Monessha Jayabalan, Jonathan Seaman, Rakshita Balaji, Alec Nickolls, Alexander Chesler
Dernière mise à jour: 2024-12-02 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.567208
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.567208.full.pdf
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