Projet ANR-13-BSV4-0009 – PharmASIC : Exploration pharmacologique du rôle des canaux ASIC dans la douleur
Programme : Blanc - SVSE 4 - Neurosciences (Blanc SVSE 4)
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Eric LINGUEGLIA (Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire)
Partenaires : Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire; Pharmacologie Fondamentale et Clinique de la Douleur
Montant : 378636.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 42 mois
Résumé : Exploration pharmacologique du rôle des canaux ASIC dans la douleurObtenir une meilleure compréhension des mécanismes de la douleur en explorant avec des outils pharmacologiques innovants le rôle des canaux ioniques excitateurs ASIC dans ces processus, et fournir en même temps des pistes pour l'élaboration de nouveaux analgésiques.
Pharmacologie, propriétés et physiopathologie des canaux ioniques ASICLa douleur est un problème majeur de santé publique qui impacte considérablement la qualité de vie, mais la physiopathologie associée reste encore très incomplètement comprise, et il existe clairement un besoin pour de nouveaux analgésiques. Les canaux ioniques ASIC (Acid-Sensing Ion Channels) sont récemment apparus comme des acteurs importants de la douleur. Ils forment des canaux cationiques dépolarisants activés par les protons extracellulaires qui sont exprimés dans les neurones sensoriels et centraux. Notre projet vise à une meilleure compréhension des mécanismes de la douleur en explorant avec des outils pharmacologiques innovants le rôle des ASIC dans ces processus, et à également pour objectif de fournir des pistes pour l'élaboration de nouveaux analgésiques.
Développer des études expérimentales allant de la molécule à l'animal entierNous utilisons les expertises complémentaires des deux partenaires (partenaire #1 IPMC-UMR7275 et partenaire #2 NEURO-DOL U1107), à savoir : - Biologie moléculaire - Biochimie - Biologie cellulaire (partenaire #1 et #2).- Électrophysiologie (double micro-éléctrode dans l’ovocyte de Xénope, patch-clamp, enregistrements ex vivo nerf-peau, enregistrements extracellulaires in vivo dans la moelle épinière) (partenaire #1).- Pharmacologie : toxines animales avec l’identification, la purification et la caractérisation de nouvelles toxines spécifiques des canaux ioniques ASIC (partenaire #1 et #2). - Modèles de douleur et comportement (partenaire #1 et #2).
Résumé de la soumission : La douleur est un problème majeur de santé publique qui impacte considérablement la qualité de vie, mais la physiopathologie associée reste encore très incomplètement comprise, et il existe clairement un besoin pour de nouveaux analgésiques. Les canaux ioniques ASIC (Acid-Sensing Ion Channels) sont récemment apparus comme des acteurs importants de la douleur. Ils forment des canaux cationiques dépolarisant activés par les protons extracellulaires qui sont exprimés dans les neurones sensoriels et centraux.  Notre projet vise à une meilleure compréhension des mécanismes de la douleur en explorant avec des outils pharmacologiques innovants le rôle des ASIC dans ces processus, et de fournir en même temps des pistes pour l'élaboration de nouveaux analgésiques.Nous allons utiliser les expertises complémentaires des deux partenaires, à savoir, canaux ASIC, électrophysiologie, toxines et comportement douloureux (partenaire #1), modèles de douleur et comportement (partenaire #2) pour atteindre les objectifs suivants:1 - Mieux caractériser les effets in vivo sur la douleur chronique des mambalgines, des peptides analgésiques de serpent qui bloquent spécifiquement les canaux ASIC que nous avons récemment découverts. Identifier et caractériser à partir de venins animaux de nouveaux bloqueurs peptidiques spécifiques des canaux ASIC pouvant servir d’outils pharmacologiques et aussi avoir un intérêt thérapeutique. Profitez de ces toxines pour étudier les relations structure-fonction des canaux ASIC.2 - Combiner ces toxines peptidiques avec les autres outils disponibles (animaux knock-out et knock-down) afin d'étudier le rôle physiopathologique des canaux ASIC spinaux et périphériques dans la douleur inflammatoire (régulation par les médiateurs inflammatoires) et des douleurs neuropathiques d'étiologies différentes (neuropathies chimio-induites ou par constriction chronique du nerf sciatique).
Résultats : - Les mambalgines sont des peptides de serpent aux propriétés analgésiques que nous avons découverts et qui agissent en bloquant spécifiquement les canaux ioniques excitateurs ASIC (Acid-Sensing Ion Channels) sensibles au pH. Elles se lient dans le senseur de pH de ces canaux lorsqu’ils sont dans leur état fermé pour les bloquer à travers un mécanisme dit de « pH-sensor trapping ».
- La première synthèse complète en une seule étape de la mambalgine-1 a été effectuée. Elle a permis de résoudre sa structure 3D et de cartographier par une analyse de structure-fonction le pharmacophore pour l'inhibition des canaux ASIC. Cette étude et l’étude précédente permettent de mieux comprendre l'inhibition des canaux ASIC par les mambalgines et donnent de précieuses informations pour le développement de variants optimisés de ces peptides.
- L’administration systémique (intraveineuse) de mambalgines a aussi un effet analgésique, à la fois contre la douleur inflammatoire et la douleur neuropathique, démontrant par la même occasion la participation des canaux ASIC dans la douleur neuropathique.
- La douleur ressentie dans certaines situations physiopathologiques est associée à une acidification tissulaire qui active les canaux ASIC. Nous avons démontré, en collaboration avec le service de rhumatologie du CHU de Nice et le laboratoire STIM de Poitiers, que la douleur articulaire chez l’homme ne serait pas forcément liée à une acidification extracellulaire, et que des lipides endogènes qui sont abondants dans les épanchements articulaires (lysophosphatidylcholine et acide arachidonique) seraient responsables de l’activation des canaux ASIC3 en absence de variation du pH extracellulaire. Ces résultats renforcent l’intérêt thérapeutique que le canal ASIC3 pourrait avoir dans le traitement des douleurs articulaires, et ils ouvrent aussi de nouvelles perspectives sur le rôle de ces canaux en absence de variations de pH, dans la douleur et au-delà.
Perspectives : Nous poursuivons :
- L’identification et la caractérisation à partir de venins animaux de nouveaux bloqueurs peptidiques spécifiques des canaux ASIC pouvant servir d’outils pharmacologiques et susceptibles d’avoir un intérêt thérapeutique.
- L’étude des propriétés et des relations structure-fonction des canaux ASIC. 
- L'étude des rôles physiologiques et physiopathologiques des canaux ASIC périphériques et spinaux dans des douleurs d'étiologies différentes.
Publications et brevets : Revues à comité de lecture:
1. Diochot et al. Pain. 2016 Mar;157:552-9. [ARTICLE]
2. Marra et al. EMBO J. 2016 Feb 15;35:414-28. [ARTICLE]
3. Mourier et al. J Biol Chem. 2016 Feb 5;291:2616-29. [ARTICLE]
4. Baron and Lingueglia. Neuropharmacology 2015 Jul;94:19-35. [REVUE]
5. Deval and Lingueglia. Neuropharmacology 2015 Jul;94:49-57. [REVUE]
6. Salinas et al. J Biol Chem, 2014, 289:13363-73. [ARTICLE]
7. Lingueglia, E. Biologie Aujourdhui 2014, 208:13-20. [REVUE]
8. Baron et al.  Toxicon, 2013, 75:187-204. [REVUE]
Conférences internationales :
1. 2015, 5th SFICT Workshop, Lisbonne, Portugal.
2. 2014, 4th Biannual International Multidisciplinary Pain Congress, Eindhoven, Netherlands.
3. 2014, XXIII International Symposium on Medicinal Chemistry, Lisbonne, Portugal.
4. 2014, Gordon Research Conference on Ion Channels, USA.
5. 2014, Annual Meeting of the Danish Pain Society, Horsens, Danemark.
Conférences nationales :
1. 2016, 12e symposium du Réseau Douleur Inserm, Nice.
2. 2015, mini-symposium, IGF Montpellier.
3. 2015, 2nd colloque du LabEx ICST, Montpellier. 
4. 2015, 11e symposium du Réseau Douleur Inserm, Strasbourg.
5. 2014, 6e Colloque Toxine Botulinique & Douleurs, Lyon.
6. 2014, 2nd International Conference on Bioinspired and Biobased Chemistry & Materials, Nice. 
7. 2014, 1er congrès Jeunes Chercheurs du LabEx ICST, Lille.
8. 2014, 25th Ion Channel Meeting, Oléron.
9. 2014, Séminaire INMED, Marseille.
10. 2014, 10e symposium du Réseau Douleur Inserm, Montpellier. 
11. 2013, 1er colloque du LabEx ICST, Grenoble.
12. 2013, 13th Meeting SFETD, Paris.
13. 2013, Journée Claude Bernard 2013 de la Société de Biologie, Paris.
Articles de vulgarisation :
1. Diochot S and Baron A.
Biofutur N° 355 (Juin 2014) :pp.46-51.
Manifestations et conférences à destination du grand public :
1. Semaine du Cerveau (Nice et Valbonne) depuis 2014. 
2. Participation à la Fête de la Science 2015, Antibes Juan les Pins.
3. Conférence au Lycée Les Eucalyptus à Nice en 2016.