Etude du métabolisme d’un acide aminé, le tryptophane, par microdialyse cérébrale dans un modèle de syndrome de l’intestin irritable post-infectieux

L’hypersensibilité colique et les douleurs abdominales sont les principaux symptômes du syndrôme de l’intestin irritable (SII) mais s’accompagnent très fréquemment de comorbidités psychologiques. La prise en charge de ces symptômes en clinique est actuellement limitée. En effet, le manque d’efficacité des traitements disponibles rend le développement de nouveaux outils pharmacologiques nécessaire. Il est donc important de mieux comprendre les mécanismes de ces symptômes afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, puis de tester de nouveaux médicaments agissant sur ces nouvelles cibles. La complexité de cette pathologie faisant intervenir plusieurs organes rend impossible l’utilisation in vitro d’un modèle cellulaire. Ainsi, afin de tester de nouvelles molécules dans des conditions mimant ces pathologies, il est indispensable de développer un modèle animal présentant des origines communes à ce qui est observé chez le patient et permettant donc de reproduire ces pathologies douloureuses. Le protocole s’orientera sur les mécanismes centraux impliqués dans l’initiation, le développement et le maintien d’une hypersensibilité viscérale d’origine colique (HSVC) ainsi que des comorbidités psychologiques (anxiété, dépression, troubles de la cognition) sur des modèles animaux de syndrome de l’intestin irritable post-infectieux (SII-PI). En effet, parmi les différents facteurs étiologiques suspectés dans la physiopathologie de ces atteintes intestinales, il a été observé, chez des patients présentant de sévères douleurs abdominales, des facteurs communs tels qu’un dérèglement du métabolisme du tryptophane pouvant être l’origine d’une HSVC ainsi que de comorbidités psychologiques. L’objectif de ce projet sera donc de clarifier le lien entre un désordre du métabolisme du tryptophane et le développement d’une HSVC et des comorbidités psychologiques afin de proposer de nouvelles cibles pharmacologiques pour le traitement des symptômes.

L’objectif de ce projet étant de mieux comprendre les mécanismes associés au SII afin de développer de nouveaux outils pharmacologiques, le premier bénéfice attendu serait la caractérisation de cette physiopathologie et l’identification de nouvelles cibles pharmacologiques. Dans un second temps, la validation pré-clinique des effets bénéfiques de nouvelles molécules agissant sur les nouvelles cibles identifiées nous permettrait d’envisager une étude clinique. L’objectif à plus long terme serait donc de mettre en place cette étude clinique qui ferait intervenir des patients atteints de SII afin de tester les potentiels outils pharmacologiques développés au laboratoire. Cette étude permettrait d’ouvrir le champ des perspectives thérapeutiques visant à traiter les symptômes associés au SII et, in fine, à soulager les patients SII douloureux. Le bénéfice à long terme serait ainsi une meilleure prise en charge des douleurs et des comorbidités psychologiques chez le patient, qui reste actuellement extrêmement limitée.

Les groupes « infectés » seront infectés une fois par un gavage de 0,2ml de suspension de bactérie dans du PBS à une concentration de 10E9 bactéries/souris. Les groupes « non-infectés » seront traités une fois par un gavage de 0,2mL de PBS pour ne pas induire un biais. Un prélèvement de fèces sera effectué à J3, 7, 10 et 16 post infection sur chaque souris pour évaluer l’état de colonisation du tractus digestif nécessitant une contention de 5 minutes maximum. Les souris recevront un traitement par gavage oral deux fois par jour à base de métabolites dérivés du métabolisme du tryptophane entre J16 et J23. Chaque gavage prendra au maximum 30 secondes. A la suite de la période post-infectieuse (J16) les animaux subiront une procédure chirurgicale prenant une heure environ permettant l’implantation du guide de microdialyse au niveau cérébral. Après 48h de récupération suite à la chirurgie, les animaux subiront des perfusions de liquide céphalorachidien artificiel d’environ 2h à travers une sonde de microdialyse permettant de récupérer 200µL de liquide céphalorachidien sur animaux vigiles de façon bihebdomadaire sur une période pouvant s’étendre jusqu’à 3 mois. De plus, les animaux seront pesés quotidiennement pour vérifier leur bien-être. Au total, les animaux seront manipulés 46 fois en plus des pesées quotidiennes sur une période de 4 mois.

Les animaux seront pris en en contention lors de l’infection à J0 et lors de la récupération de fèces à J3, J7, J10 et J16 induisant un stress léger. L’infection par C. rodentium induira des symptômes associés au syndrome de l’intestin irritable post-infectieux tels qu’une hypersensibilité colique et un comportement anxieux en phase post-infectieuse et jusqu’à la fin des expérimentations. L’administration d’un traitement curatif par gavage intragastrique deux fois par jour sur 8 jours lors de la phase post-infectieuse nécessitera une contention quotidienne rapide des animaux. Pour la chirurgie stéréotaxique, les animaux seront pris en contention pour être anesthésiés par injection sous-cutanée de kétamine/xylazine, plus un mélange de lidocaine et buvipacaine en analgésique. Le crâne des animaux sera percé permettant l’implantation du guide en conditions stériles, la zone sera refermée par un ciment dentaire laissant dépasser le guide. Celui-ci dépasse d’environ 5mm du crâne des animaux et pourrait donc occasionner une légère gêne et des grattages. A la suite, les animaux seront stabulés individuellement permettant leur récupération optimale et minimisant le risque de déplacer le guide. Une douleur au niveau du site chirurgical pourra être observée chez les animaux mais ce phénomène sera étroitement surveillé et la douleur sera traitée par des injections de lidocaïne et buvipacaine pendant 2 jours minimum après la chirurgie. Si un animal montre des signes d’infection post opératoire, il sera traité ou retiré de l’expérimentation. Pour la microdialyse, les animaux seront habitués 30min dans des cages de microdialyse, permettant leur libre déplacement, équipé d’eau et de nourriture à volonté, ensuite, les animaux seront rapidement anesthésiés par anesthésie gazeuse pour l’introduction de la sonde de microdialyse au travers du guide implanté, habitués à nouveau 30min puis perfusés (2h environ). A la fin, une nouvelle anesthésie gazeuse aura lieu pour retirer la sonde de microdialyse du guide et les animaux seront remis dans leur cage d’origine. Cette perfusion de microdialyse sera répétée de façon bihebdomadaire sur une période de 3 mois pouvant entrainer un stress lié à la manipulation. Durant la phase infectieuse et suivant la chirurgie, une perte de poids (maximum 5% du poids initial) pourra être observée chez certains animaux. Un suivi quotidien du poids et de l’état général des animaux sera effectué.

A l’issu de la procédures, les animaux seront mises à mort afin de réaliser des prélèvements d’organes.

Le choix de la souris comme modèle expérimental est appuyé par sa pertinence pour l’étude des pathologies intestinales in vivo ainsi que par la disponibilité de lignées d’animaux génétiquement modifiés et l’existence de nombreux outils d’analyse (anticorps, kit ELISA…) développés pour cette espèce. De plus, la spécificité d’espèce de la souche bactérienne pathogène utilisée rend ce modèle encore plus approprié. Les souris seront utilisées au stade de jeune adulte (4-5 semaines). En effet, l’utilisation des animaux à ce stade de développement permet de limiter les biais liés à des différences pouvant se développer au cours de la vie de l’animal. La réduction de la variabilité inter-individus permet ainsi de réduire le nombre d’animaux à expérimenter.