Rôle des récepteurs NTS1 et NTS2 de la neurotensine dans un nouveau modèle de douleur cancéreuse osseuse

Un cancer du sein invasif forme préférentiellement des métastases osseuses menant à des épisodes de douleur sévère. Pour soulager cette douleur chronique, le traitement de choix actuel demeure la morphine malgré ses effets secondaires induits par la prise de fortes doses. Le développement de modèles animaux de douleur osseuse cancéreuse a permis d'améliorer notre compréhension de cette physiopathologie, favorisant ainsi la découverte de traitements alternatifs. Le premier objectif de ma Thèse a donc consisté à développer un modèle animal de douleur cancéreuse mimant les douleurs induites par les métastases osseuses. Ce nouveau modèle est basé sur l'injection de cellules syngéniques du cancer du sein métastatique (E0771) au niveau du fémur de souris C57BL/6. Nous avons tout d'abord mis en évidence le caractère invasif et hormono-dépendant des E0771 in vitro et in vivo en observant l'expression de MMP9 et d'ER[alpha]. Par la suite, nous avons suivi l'impact de la croissance tumorale sur le remodelage osseux, l'évolution de la douleur et la plasticité neuronale. Dès le 11ème jour post-implantation, l'analyse par Faxitron, microtomographie et IRM révèle la présence d'une destruction de la matrice osseuse. Ce remodelage osseux progresse jusqu'au jour 18 et conduit à l'apparition de douleur chez les souris porteuses d'une tumeur osseuse. Cette douleur s'est manifestée sous forme d'allodynie mécanique, de douleur ambulatoire induite par le mouvement forcé et d'inconfort ambulatoire entre les jours 11 et 18. L'apparition de cette douleur corrèle avec une augmentation de l'activité neuronale au niveau spinal. La seconde partie de ma Thèse a consisté à examiner le potentiel analgésique d'agonistes neurotensinergiques injectés par voie intrathécale sur la douleur osseuse cancéreuse. Dans un premier temps, nous avons étudié les effets d'agonistes des récepteurs NTS1 et NTS2 sur la douleur persistante lors du test à la formaline. Nous avons ainsi pu démontrer que l'injection de 10 [micro]g/kg de PD149163 (agoniste sélectif NTS1) ou de 30 [micro]g/kg de JMV-431 (agoniste sélectif NTS2) induisait une réponse analgésique puissante. Ces mêmes analogues ont alors été testés sur des souris sauvages ou invalidées pour NTS1 ou NTS2, développant un cancer osseux métastatique. Les résultats obtenus indiquent que NTS1 et NTS2 ne semblent pas être impliqués dans la dégradation osseuse observée suite à l'injection des E0771. En revanche, l'activation de ces récepteurs réduit la douleur induite par la tumeur osseuse. Le PD149163 diminue l'allodynie mécanique, cependant ses effets secondaires locomoteurs limitent son efficacité analgésique. Pour sa part, le JMV-431 réduit l'allodynie mécanique et la douleur induite par le mouvement forcé. Les résultats obtenus avec les souris invalidées pour NTS1 ou NTS2 corrèlent avec les résultats observés avec les agonistes ou ont démontré l'implication possible de systèmes compensatoires. En conclusion, notre modèle reflète davantage la réalité clinique par l'utilisation de cellules syngéniques du cancer du sein et le récepteur NTS2 se révèle être une cible potentielle pour soulager la douleur cancéreuse osseuse

Evidence for a role of NTS2 receptors in the modulation of tonic pain sensitivity

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Central neurotensin (NT) administration results in a naloxone-insensitive antinociceptive response in animal models of acute and persistent pain. Both NTS1 and NTS2 receptors were shown to be required for different aspects of NT-induced analgesia. We recently demonstrated that NTS2 receptors were extensively associated with ascending nociceptive pathways, both at the level of the dorsal root ganglia and of the spinal dorsal horn. Then, we found that spinally administered NTS2-selective agonists induced dose-dependent antinociceptive responses in the acute tail-flick test. In the present study, we therefore investigated whether activation of spinal NTS2 receptors suppressed the persistent inflammatory pain symptoms observed after intraplantar injection of formalin.</p> <p>Results</p> <p>We first demonstrated that spinally administered NT and NT69L agonists, which bind to both NTS1 and NTS2 receptors, significantly reduced pain-evoked responses during the inflammatory phase of the formalin test. Accordingly, pretreatment with the NTS2-selective analogs JMV-431 and levocabastine was effective in inhibiting the aversive behaviors induced by formalin. With resolution at the single-cell level, we also found that activation of spinal NTS2 receptors reduced formalin-induced <it>c-fos </it>expression in dorsal horn neurons. However, our results also suggest that NTS2-selective agonists and NTS1/NTS2 mixed compounds differently modulated the early (21–39 min) and late (40–60 min) tonic phase 2 and recruited endogenous pain inhibitory mechanisms integrated at different levels of the central nervous system. Indeed, while non-selective drugs suppressed pain-related behaviors activity in both part of phase 2, intrathecal injection of NTS2-selective agonists was only efficient in reducing pain during the late phase 2. Furthermore, assessment of the stereotypic pain behaviors of lifting, shaking, licking and biting to formalin also revealed that unlike non-discriminative NTS1/NTS2 analogs reversing all nociceptive endpoint behaviors, pure NTS2 agonists specifically inhibited paw lifting, supporting a role of NTS2 in spinal modulation of persistent nociception.</p> <p>Conclusion</p> <p>The present study provides the first demonstration that activation of NTS2 receptors produces analgesia in the persistent inflammatory pain model of formalin. The dichotomy between these two classes of compounds also indicates that both NTS1 and NTS2 receptors are involved in tonic pain inhibition and implies that these two NT receptors modulate the pain-induced behavioral responses by acting on distinct spinal and/or supraspinal neural circuits. In conclusion, development of NT agonists targeting both NTS1 and NTS2 receptors could be useful for chronic pain management.</p

Rôle du récepteur NTS1 de la neurotensine dans un modèle de douleur tonique

La neurotensine (NT) est un neuropeptide de 13 acides aminés qui fut isolé au début des années 70. Suite à sa découverte, il a été démontré qu'il était localisé autant au niveau central que périphérique et que ses rôles étaient étroitement liés à sa localisation. Pour exercer ses nombreux effets, incluant l'induction d'une analgésie naloxone-indépendante, la NT interagit avec 3 sous-types de récepteurs soit NTS1, NTS2 et NTS3. Jusqu'à maintenant, l'implication du récepteur NTS1 dans l'analgésie induite par la NT a été démontrée uniquement dans des modèles de douleur aiguë. Nous avons donc décidé de caractériser le rôle du récepteur NTS1 1 dans un modèle de douleur tonique, le test à la formaline. Ce test est composé de deux phases actives soit la phase I dite aiguë et la phase II dite inflammatoire. Ces deux phases sont entrecoupées par une interphase où il y a une inhibition active des comportements douloureux. Le test à la formaline permet une analyse rapide et efficace du potentiel analgésique de composés qui pourront être testés ultérieurement en douleur chronique. Lors des études comportementales, nous avons observé que la NT induit un effet analgésiant dose-indépendant. Les comportements douloureux ont diminué jusqu'à 23% dans la phase inflammatoire et ce avec les doses les plus élevées de NT. Pour déterminer plus précisément l'implication du récepteur NTS1 dans l'analgésie induite par la NT, nous avons évalué l'effet de deux agonistes de ce récepteur soit le PD149163 et le NT69L. Ces deux agonistes ont démontré un effet analgésiant plus important que celui de la NT. Avec le PD149163 et le NT69L, l'intensité douloureuse a diminué de façon dose-dépendante jusqu'à 61 et 48% respectivement dans la phase inflammatoire et ce avec les doses les plus élevées utilisées. Pour confirmer les résultats obtenus avec les agonistes du récepteurs NTS1, nous avons co-administré chaque agoniste avec un antagoniste du récepteur NTS1 1, le SR48692. La combinaison du PD149163 et du SR48692 a induit un retour significatif de la douleur chez les animaux traités tandis que la combinaison du NT69L et du SR48692 a renversé partiellement l'effet du NT69L seul. En sachant que le NT69L lie les récepteurs NTS1 1 et NTS2, ces résultats indiquent donc que les récepteurs NTS1 et NTS2 sont à considérer dans l'analgésie observée lors du test à la formaline. Afin de déterminer l'impact cellulaire des agonistes NTS1 lors du test à la formaline, nous avons révélé l'activité neuronale spinale via l'expression de la protéine Fos par la technique d'immunohistochimie. Du côté ipsilatéral à l'injection de formaline, une diminution significative de l'expression de la protéine Fos a été observée avec la NT, le PD149163 et le NT69L au niveau des lamina III-IV et V-VI. Les agonistes du récepteur NTS1 ont aussi eu un effet diminutif dans les lamina I-II en plus d'être les seuls à avoir atténué l'expression de la protéine Fos au niveau des lamina III-IV et VI du côté controlatéral. L'activité neuronale spinale corrèle bien avec les résultats comportementaux obtenus avec les différents composés étudiés. Cette étude nous suggère donc que les agonistes du récepteur NTS1 pourraient représenter une nouvelle voie de composés analgésiques

Rôle du récepteur NTS1 de la neurotensine dans un modèle de douleur tonique

La neurotensine (NT) est un neuropeptide de 13 acides aminés qui fut isolé au début des années 70. Suite à sa découverte, il a été démontré qu'il était localisé autant au niveau central que périphérique et que ses rôles étaient étroitement liés à sa localisation. Pour exercer ses nombreux effets, incluant l'induction d'une analgésie naloxone-indépendante, la NT interagit avec 3 sous-types de récepteurs soit NTS1, NTS2 et NTS3. Jusqu'à maintenant, l'implication du récepteur NTS1 dans l'analgésie induite par la NT a été démontrée uniquement dans des modèles de douleur aiguë. Nous avons donc décidé de caractériser le rôle du récepteur NTS1 1 dans un modèle de douleur tonique, le test à la formaline. Ce test est composé de deux phases actives soit la phase I dite aiguë et la phase II dite inflammatoire. Ces deux phases sont entrecoupées par une interphase où il y a une inhibition active des comportements douloureux. Le test à la formaline permet une analyse rapide et efficace du potentiel analgésique de composés qui pourront être testés ultérieurement en douleur chronique. Lors des études comportementales, nous avons observé que la NT induit un effet analgésiant dose-indépendant. Les comportements douloureux ont diminué jusqu'à 23% dans la phase inflammatoire et ce avec les doses les plus élevées de NT. Pour déterminer plus précisément l'implication du récepteur NTS1 dans l'analgésie induite par la NT, nous avons évalué l'effet de deux agonistes de ce récepteur soit le PD149163 et le NT69L. Ces deux agonistes ont démontré un effet analgésiant plus important que celui de la NT. Avec le PD149163 et le NT69L, l'intensité douloureuse a diminué de façon dose-dépendante jusqu'à 61 et 48% respectivement dans la phase inflammatoire et ce avec les doses les plus élevées utilisées. Pour confirmer les résultats obtenus avec les agonistes du récepteurs NTS1, nous avons co-administré chaque agoniste avec un antagoniste du récepteur NTS1 1, le SR48692. La combinaison du PD149163 et du SR48692 a induit un retour significatif de la douleur chez les animaux traités tandis que la combinaison du NT69L et du SR48692 a renversé partiellement l'effet du NT69L seul. En sachant que le NT69L lie les récepteurs NTS1 1 et NTS2, ces résultats indiquent donc que les récepteurs NTS1 et NTS2 sont à considérer dans l'analgésie observée lors du test à la formaline. Afin de déterminer l'impact cellulaire des agonistes NTS1 lors du test à la formaline, nous avons révélé l'activité neuronale spinale via l'expression de la protéine Fos par la technique d'immunohistochimie. Du côté ipsilatéral à l'injection de formaline, une diminution significative de l'expression de la protéine Fos a été observée avec la NT, le PD149163 et le NT69L au niveau des lamina III-IV et V-VI. Les agonistes du récepteur NTS1 ont aussi eu un effet diminutif dans les lamina I-II en plus d'être les seuls à avoir atténué l'expression de la protéine Fos au niveau des lamina III-IV et VI du côté controlatéral. L'activité neuronale spinale corrèle bien avec les résultats comportementaux obtenus avec les différents composés étudiés. Cette étude nous suggère donc que les agonistes du récepteur NTS1 pourraient représenter une nouvelle voie de composés analgésiques