Etude par imagerie fonctionnelle Ultrasonore de l’effet du PLX5622 sur l’altération de la fonctionnalité des réseaux cérébraux dans un modèle murin de douleur neuropathique cornéenne.

La douleur neuropathique cornéenne (DNC) est une douleur chronique qui s’accompagne d’une hypersensibilité sensorielle (air, lumière, contact) et qui affecte de façon dramatique la qualité de vie des patients. Par ailleurs, un ensemble grandissant d’études montre que l’initiation et le maintien de la DNC pourrait être lié à un dysfonctionnement d’un type particulier de cellules gliales cérébrales appelées ‘les cellules microgliales’. Cependant à l’heure actuelle, les traitements de la DNC restent insatisfaisants et les circuits neuronaux impliqués n’ont été que très partiellement caractérisés, du fait de difficultés techniques notamment en recherche préclinique où l’étude des réseaux neuronaux chez le petit animal reste complexe. Dans cette étude, nous proposons d’étudier les changements fonctionnels et structurels des différentes régions cérébrales impliquées dans la DNC et en particulier le rôle des cellules microgliales grâce à l’utilisation d’une technique innovante de neuroimagerie.

Nos travaux visent à définir 1) les circuits fonctionnels neuronaux impliqués et leurs modifications dans la douleur cornéenne normale et pathologique (chronique) et 2) le rôle spécifique de la microglie dans le développement de la douleur chronique et comment elle peut finement moduler les réseaux de la douleur cornéenne en condition normale et pathologique. A cette fin nous disposons d’un modèle murin de douleur oculaire chronique liée à la sécheresse oculaire développé au sein de l’équipe de nos collaborateurs. Le modèle de douleur cornéenne persistante est un excellent modèle translationnel et pré-clinique qui permet de développer nos connaissances des réseaux neuronaux de la douleur cornéenne et de leurs altérations en cas de douleur chronique. Cette plasticité inadaptée se développe à différents niveaux des systèmes nerveux périphérique et central et a été observée dans de multiples syndromes douloureux chroniques. L’étude de cette plasticité, de l’impact de l’inactivation des cellules microgliales, ainsi que l’existence (ou non) d’un dimorphisme sexuel dans ces mécanismes aideront à une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à cette douleur persistante cornéenne, est un point critique pour l’établissement de liens entre observations cliniques et mécanismes endogènes, afin de développer des traitements réellement efficaces.

– Réduction du nombre de cellules microgliales des animaux par ingestion de PLX5622 (molécule détruisant la microglie) présent dans leur nourriture. Durée : 3 semaines. Nombre d’animaux impactés : 80. Nombre de répétitions par animal : 1. – Chirurgie de mise en place du modèle de sécheresse oculaire consistant en l’ablation des glandes lacrymales de l’œil droit. Pour la moitié des animaux, ces glandes ne sont pas retirées mais le reste de la chirurgie est inchangée (incision, suture, anesthésie, soin, …). Réalisée sous anesthésie générale et avec un suivis et une gestion de la douleurs après l’opération. Durée de la chirurgie : 15 à 20 minutes. Nombre d’animaux impactés : 200. Nombre de répétions par animal : 1. – Imagerie de l’œil pour déterminer l’apparition de lésion lors du développement du modèle. Deux types d’imageries sont réalisées sous anesthésie générale pour permettre l’immobilité des animaux. Durée du test : 8 minutes. Nombre d’animaux impactés : 200. Nombre de répétitions par animal : 3. – Mesure des seuils de sensibilité mécanique par application de filaments de plus en plus rigides (jusqu’à ce que l’animal réagisse) sur la cornée d’animaux vigile. Cela permet de mesurer si les animaux développent une hypersensibilité après la mise en place du modèle. Durée du test : 60 à 75 minutes par groupe mais l’application des filaments ne dure que 3 secondes et cette application n’est répétée qu’entre 5 et 8 fois par animal. Nombre d’animaux impactés : 200. Nombre de répétitions par animal : 6. – Neuro-imagerie par ultrason permettant de mesurer de manière non invasive l’activité cérébrale des animaux et leurs réponses à une stimulation des yeux. Réalisée sous anesthésie générale pour permettre l’immobilité des animaux. Durée d’une session : 3 à 5 heures. Nombre d’animaux impactés : 250. Nombre de répétitions par animal : 1.

Suite aux chirurgies et malgré l’utilisation d’antalgiques pendant et après ces procédures chirurgicales, les animaux peuvent présenter une activité réduire et ressentir une douleur légère à modérée au niveau de la zone opérée en fonction de la réponse aux traitements antalgiques administrés. Comme nous voulons étudier les mécanismes cérébraux associés à la douleur cornéenne persistante, nous ne pourrons pas soulager cette douleur. Notons que nos analyses en imagerie se feront sur animal anesthésié, limitant ainsi la perception douloureuse de l’animal. Néanmoins, l’anesthésie prolongée des animaux pour les séances d’imagerie pourrait induire des effets indésirables notamment sur les constantes vitales de l’animal. Celles-ci seront monitorées grâce au suivi des fréquences cardiaques et respiratoires. Tout dépassement d’un point limite conduira à une réponse adaptée de l’expérimentateur (i.e. correction du taux d’anesthésique gazeux pour maintenir le niveau adéquat d’anesthésie, modification de la procédure ou mise à mort de l’animal).

L’ensemble des animaux utilisés pour la mise au point des protocoles d’anesthésies et pour l’identification du réseau cérébrale impliqué dans la perception de la douleur cornéenne seront mis à mort en fin d’expériences de neuroimagerie, sans qu’ils ne reprennent conscience, pour qu’ils ne soient pas impactés par les stimulations de l’œil réalisées. Le reste des animaux de ce projet seront mis à mort en fin d’expérience de neuroimagerie, toujours sous anesthésie, afin de permettre le prélèvement de leurs cerveaux. Ces cerveaux seront ensuite analysés pour révéler les niveaux de présences de marqueurs biochimiques permettant d’aider à l’interprétation des résultats obtenus dans l’étude.

Dans la littérature, les modèles de douleur oculaire ont majoritairement été développés chez des souris mâles et femelles adultes. Le développement de modèles précliniques chez la souris est hautement reconnu et utilisé en routine pour la recherche portant sur la douleur oculaire. La souris de laboratoire est l’animal de choix car (1) elle possède les structures cérébrales adéquates, (2) nous avons accès à tous les outils génétiques requis (ce n’est pas le cas du rat). Ce projet de recherche portant sur la douleur oculaire nécessite d’utiliser des animaux adultes, âgés de plus de 6 semaines.