Contrôle des réseaux spinaux de la lamina II de la moelle épinière par les fibres C-LTMRs : approches optogénétique et pharmacologique

La perception de la douleur resulte de l'integration dans la moelle epiniere des informations sensorielles et nociceptives transmises par les afferences primaires. Parmi celles-ci, les Mechanorecepteurs C a bas seuil (C-LTMR), exprimant la chimiokine TAFA4, ont ete identifies comme des modulateurs de la douleur. Cependant, les mecanismes sous-jacents au controle de l'integration sensori-nociceptive par TAFA4 restent mal compris. Grâce aux enregistrements obtenus in vitro par patch clamp chez des souris naives, nous montrons que l'application exogene de TAFA4 induit une diminution de la frequence des courants post-synaptiques excitateurs spontanes (CPSE). A l’inverse nous observons une augmentation de la frequence des evenements synaptiques inhibiteurs spontanes (CPSI). Cette modulation de l'activite synaptique est preservee avec TTX, indiquant que TAFA4 modifie la transmission synaptique par des mecanismes presynaptiques. En stimulant les fibres nociceptives a haut seuil d’activation, nous demontrons que TAFA4 induit une augmentation du ratio des reponses synaptiques des interneurones evoquees par des stimulations d’impulsions pairees. Par consequent, TAFA4 renforce l'inhibition presynaptique des fibres nociceptives. Nous demontrons egalement que les effets de TAFA4 sur la transmission excitatrice spontanee et evoquee sont bloques par des antagonistes des recepteurs GABA, indiquant que les C-LTMRs interagissent principalement avec les neurones GABAergiques. De plus, des experiences de microscopie electronique ont revele la presence de contacts synaptiques directs entre les C-LTMRs et les terminaisons GABAergiques dans la lamina IIi. Pour aller plus loin dans la caracterisation des effets de TAFA4 sur la transmission de la douleur, nous avons induit une inflammation de la patte arriere des souris (modele CFA). Chez ces souris, l'effet de TAFA4 sur la frequence EPSC et IPSC est conserve. Nous constatons que chez les souris CFA, TAFA4 diminue la decharge neuronale enregistree in vivo suite a une stimulation mecanique nociceptive de la patte inflammee. Cet effet est bloque par une injection d'antagonistes des recepteurs GABA. En effectuant le test Von Frey sur des souris inflammees, nous montrons que l’action anti-allodynique induite par l'injection intrathecale de TAFA4 est bloquee par les antagonistes des recepteurs GABA. Nous avancons l’hypothese que les C-LTMRs contactent directement les interneurones GABAergiques de la corne dorsale et, via la liberation de TAFA4, renforcent l'activite synaptique inhibitrice participant a l’effet anti-nociceptif de TAFA4. En outre, TAFA4 favorise la retraction microgliale chez les animaux inflammes, ainsi qu'une augmentation du nombre de synapses inhibitrices sur les somas des neurones de la lamina IIi. En conclusion, ces resultats identifient les interneurones GABAergiques comme premier relais d'integration pour les C-LTMRs et mettent en evidence une nouvelle interaction entre les neurones sensoriels, les cellules microgliales et les interneurones de la moelle epiniere, permettant une modulation fine de l'activite inhibitrice et de la transmission nociceptive en situation pathologique.