Diabetes-induced mechanical hyperalgesia involves spinal mitogen-activated protein kinase activation in neurons and microglia via N-methyl-D-aspartate-dependent mechanisms

ABSTRACT Molecular mechanisms underlying diabetes-induced painful neuropathy are poorly understood. We have demonstrated, in rats with streptozotocin-induced diabetes, that mechanical hyperalgesia, a common symptom of diabetic neuropathy, was correlated with an early increase in extracellular signal-regulated protein kinase (ERK), p38, and c-Jun N-terminal kinase (JNK) phosphorylation in the spinal cord and dorsal root ganglion at 3 weeks after induction of diabetes. This change was specific to hyperalgesia because nonhyperalgesic rats failed to have such an increase. Immunoblot analysis showed no variation of protein levels, suggesting a post-translational regulation of the corresponding kinases. In diabetic hyperalgesic rats, immunocytochemistry revealed that all phosphorylated mitogen-activated protein kinases (MAPKs) colocalized with both the neuronal (NeuN) and microglial (OX42) cell-specific markers but not with the astrocyte marker [glial fibrillary acidic protein (GFAP)] in the superficial dorsal horn-laminae of the spinal cord. In these same rats, a 7-day administration [5 g/rat/day, intrathecal (i.t.)] of 1,4-diamino-2,3-dicyano-1,4-bis(2-aminophenylthio)butadiene (U0126), 4-(4-fluorophenyl)-2-(4-methylsulfinylphenyl)-5-(4-pyridyl)1H-imidazole (SB203580), and anthra(1,9-cd)pyrazol-6(2H)-one (SP600125), which inhibited MAPK kinase, p38, and JNK, respectively, suppressed mechanical hyperalgesia, and decreased phosphorylation of the kinases. To characterize the cellular events upstream of MAPKs, we have examined the role of the NMDA receptor known to be implicated in pain hypersensitivity. The prolonged blockade of this receptor during 7 days by (5R,10S)-(ϩ)-5-methyl-10, 11-dihydro-5H-dibenzo[a,d]-cyclohepten-5-10-imine hydrogen maleate (MK801; 5 g/rat/day, i.t.), a noncompetitive NMDA receptor antagonist, reversed hyperalgesia developed by diabetic rats and blocked phosphorylation of all MAPKs. These results demonstrate for the first time that NMDA receptor-dependent phosphorylation of MAPKs in spinal cord neurons and microglia contribute to the establishment and longterm maintenance of painful diabetic hyperalgesia and that these kinases represent potential targets for pain therapy. Sensitive peripheral neuropathies represent a common and debilitating complication of diabetes (types 1 and 2) and affect an increasing proportion of diabetic patients as the disease progresses. Even though antidepressant and antiepileptic agents have been shown to be partially effective, clinical studies have reported the difficulty of managing pain caused by these neuropathies The mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascade is a family of serine/threonine kinases that are activated by dual phosphorylation on threonine and tyrosine residues. The Article, publication date, and citation information can be found a

Etude de l'implication des protéines à domaines PDZ partenaires du récepteur 5-HT2A dans la résistance à la sérotonine et l'efficacité limitée des ISRS dans le traitement des douleurs neuropathiques (approches comportementales et cellulaires chez le rat diabétique)

L'absence de solutions thérapeutiques satisfaisantes pour traiter les douleurs neuropathiques et notamment, la quasi-innefficacité des antidépresseurs inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS), a motivé ce travail. La physiopathologie des douleurs neuropathiques, le rôle joué par la sérotonine (5-HT) dans le contrôle de l'information douloureuse et l'implication des protéines à domaines PDZ dans ce contexte douloureux ont été rappelés dans la revue bibliographique. L'importance de la mise en jeu du récepteur 5-HT2A dans le mécanisme d'action analgésique des antidépresseurs a été soulignée, et l'hypothèse selon laquelle une altération fonctionnelle de ce récepteur contribuerait à l'étiologie de la douleur neuropathique diabétique et à l'efficacité limitée des ISRS dans ce contexte, proposée. Dans ce travail il a été mis en évidence une diminution de la sensibilité à la sérotonine et à l'a-méthyl-5-HT (agoniste du récepteur 5-HT2A) dans un modèle de neuropathie diabétique induite par la streptozocine chez le rat. La mesure de l'expression des récepteurs 5-HT2A spinaux, (western-blot, RT-PCR, immunohistochimie) a montré une diminution importante de la quantité de ces récepteurs, chez le rat diabétique hyperalgique. Cette diminution de récepteurs peut contribuer, en partie au moins, à l'hyperalgie mécanique observée dans ce contexte douloureux mais ne suffit pas à expliquer l'absence d'effet de l'agoniste 5-HT2A. 5 protéines PDZ partenaires du récepteur 5-HT2A ont été identifiées dans la mœlle épinière de rat. Une augmentation des protéines PSD-95 et SAP97 a été mise en évidence chez le rat diabétique hyperalgique. L'interruption de l'interaction récepteur 5-HT2A / protéines PDZ par un peptide mimant l'extrémité C-terminale du récepteur 5-HT2A (2A-SCV-Ct) fusionné domaine de transduction de la protéine Tat du VIH, a révélé l'effet anti-hyperalgique de la 5-HT chez le rat diabétique. Ainsi, il a été montré que la baisse quantitative en récepteurs 5-HT2A et l'augmentation de 2 protéines PDZ, sont 2 mécanismes impliqués dans les anomalies de la nociception chez le rat diabétique. Les effets stimulants du peptide mimétique sur la signalisation calcique induite par la 5-HT via l'activation des récepteurs 5-HT2A ont été démontrés in vitro. Enfin, le peptide TAT-5-HT2ASCV-Ct potentialise anti-hyperalgique de la fluoxétine (administration répétée) et révèle l'activité antinociceptive de l'association fluoxétine + antagoniste 5-HT1A sur la douleur neuropathique. Alors que le peptide TAT-5-HT2ASCV est dépourvu d'effet sur la nociception chez le rat sain, la triple association fluoxétine (administration unique ou répétée) + antagoniste 5-HT1A + peptide TAT-5-HT2A-SCV-Ct produit une analgésie de très grande amplitude. Il a été conclu que la neuropathie diabétique entraîne une augmentation de la quantité de protéines PSD-95 et SAP97 associées au récepteurs 5-HT2A dans la mœlle épinière pouvant conduire à une désorganisation du réseau de protéines PDZ interagissant avec le récepteur 5-HT2A apportant un substratum moléculaire à l'hyposensibilité des récepteurs 5-HT2A résiduels, et à l'efficacité limitée des ISRS dans la neuropathie diabétique douloureuse. La comparaison des résultats obtenus dans les modèles de douleur neuropathique et de douleur inflammatoire montre un avantage des effets du peptide mimétique en termes d'efficacité et de puissance analgésique sur la douleur neuropathique. L'ensemble de ces travaux devraient contribuer à une meilleure compréhension de la physiopathologie des douleurs neuropathiques et inflammatoires et des mécanismes sous-tendant la moindre sensibilité aux ISRS dans différents contextes douloureux, afin d'améliorer les thérapeutiques existantes et de proposer des stratégies innovantes.CLERMONT FD-BCIU-Santé (631132104) / SudocSudocFranceF

Etude de l'effet cardioprotecteur de CORM-3 sur des cardiomyocytes adultes de souris génétiquement obèses soumis à une hypoxie-réoxygénation

Plusieurs études ont montré que CORM-3 présentait un effet cardioprotecteur sur des modèles expérimentaux aussi bien in vitro qu'in vivo. Cependant, la plupart de ces travaux ont été menés chez des animaux "sains". Or nous savons que l'obésité aggrave la morbi-mortalité cardiovasculaire avec une incidence élevée d'infarctus du myocarde et que certaines stratégies cardioprotectrices sont inopérantes dans des modèles animaux d'obésité. Le but de ce travail a donc été d'évaluer l'effet cardioprotecteur de CORM-3, administré à la réoxygénation, sur des cardiomyocytes isolés à partir de souris obèses (ob/ob) et soumis à une séquence de 3h d'hypoxie et 2h de réoxygénation puis d'étudier les voies de signalisation mises en jeu dans cet effet à l'aide d'inhibiteurs spécifiques. La molécule CORM-3 a réduit de manière concentration-dépendante la mortalité des cardiomyocytes de souris C57BL/6J soumis à la séquence d'hypoxie-réoxygénation. Chez les souris ob/ob, CORM-3 a entraîné de manière surprenante un profil biphasique de protection cellulaire. En terme de signalisation intracellulaire, la cardioprotection induite par CORM-3 impliquerait PI3K-Akt chez les souris C57BL/6J alors que chez les souris ob/ob, ce sont les canaux KATP mitochondriaux et ERK 1/2 qui joueraient un rôle prépondérant.CLERMONT FD-BCIU-Santé (631132104) / SudocLYON1-BU Santé (693882101) / SudocSudocFranceF

Influence des valeurs de lactates, de pH et des scores Apgar et Silverman sur le développement sensori-moteur des enfants nés prématurément

L'étude réalisée s'inscrit au sein d'un projet collaboratif entre le Laboratoire de Psychologie et de NeuroCognition et le service de Néonatalogie de Grenoble. Ce travail a pour but d'évaluer le lien entre, d'une part, les valeurs de lactates et de pH à la naissance et durant les premiers jours de vie, et d'autre part, les scores Silverman et Apgar à 1, 3, 5 et 10 minutes de vie, et le développement sensorimoteur précoce des enfants prématurés. Cinquante-neuf enfants, nés entre 26 et 36 semaines d'aménorrhée (SA), ont été inclus dans l'étude comportementale. Il apparait que la majorité de ces nouveau-nés (73%) a des capacités d'habituation et de discrimination tactiles. Le recueil de données sérologiques et cliniques de ces enfants avait pour but d'inférer, ou non, une cause biologique à la différence d'habituation entre les nouveau-nés. Il semble que les faibles valeurs de pH ombilicales aient une influence sur la phase d'habituation et que le score de Silverman ait une influence à la fois sur la phase d'habituation et sur la phase test.CLERMONT FD-BCIU-Santé (631132104) / SudocLYON1-BU Santé (693882101) / SudocSudocFranceF

La pharmacodépendance et son évaluation en pharmacologie de sécurité (mise en place d'un test de sensibilisation comportementale chez le rat)

De nos jours, le risque d'apparition de dépendance doit être évalué pour toute molécule en développement. La dépendance est une pathologie faisant l'objet de différentes théories ayant toutes en commun l'implication des aires cérébrales formant le système de récompense. En effet, bien qu'ayant des mécanismes d'actions distincts toutes les substances d'abus vont engendrer des modifications au niveau de ce système. Le phénomène de sensibilisation comportementale reflète la mise en place de certaines de ces neuroadaptations au niveau du système de récompense. Les résultats présentés ont pour but d'évaluer le protocole expérimental permettant la mise en évidence d'une sensibilisation comportementale chez le rat, caractérisée par l'augmentation progressive de l'activité locomotrice et des redressements lors de l'administration répétée d'amphétamine (14 jours) aux doses de 0.25, 0.5, 1 ou 2 mg/kg et de nicotine (21 jours) aux doses de 0.1, 0.25, 0.5 et 1 mg/kg par voie orale.CLERMONT FD-BCIU-Santé (631132104) / SudocLYON1-BU Santé (693882101) / SudocSudocFranceF

L’évaluation de la douleur chez l’animal de laboratoire

National audienceThe translational value and relevance of animal models in pain research have been improved since the last 30 years. We focus on global approaches aimed to explore the multimensionnal faces of pain and animal welfare. The combination of these approaches along with transational research (bedside to bench to bedside) and data from animal-patients is needed for a greater understanding of pathophysiology of pain and innovation in the pharmacology of pain.L’amélioration de la valeur translationnelle et de la pertinence des modèles animaux d’évaluation de la douleur s’est affirmée au cours des 30 dernières années. Dans cet article, il est abordé les approches globales explorant toutes les dimensions de la douleur et du bien-être animal. Ces approches, renforcées par une recherche translationnelle inverse (du lit à la paillasse au lit) et par l’exploitation de données issues d’animaux-patients sont nécessaires pour innover en matière de connaissances physiopathologiques et de traitement pharmacologique de la douleur

Diabetic Neuropathic Pain and Serotonin: What Is New in the Last 15 Years?

International audienceThe neurotransmitter serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT) is involved in numerous physiological functions and plays a key role in pain modulation including neuropathic pain. Diabetic neuropathy is a common complication of diabetes mellitus often accompanied by chronic neuropathic pain. Animal models of diabetes offer relevant tools for studying the pathophysiological mechanisms and pharmacological sensitivity of diabetic neuropathic pain and for identifying new therapeutic targets. In this review, we report data from preclinical work published over the last 15 years on the analgesic activity of drugs acting on the serotonergic system, such as serotonin and noradrenaline reuptake inhibitor (SNRI) antidepressants, and on the involvement of certain serotonin receptors-in particular 5-HT1A, 5-HT2A/2c and 5-HT6 receptors-in rodent models of painful diabetic neuropathy

Récepteur 5-HT6 et mTOR: Un couple hyperactif dans la douleur neuropathique

International audienc