Détection et validation de marqueurs épigénétiques d’atteinte nociceptive dans l’arthrose sur modèle expérimental murin

L’arthrose est considérée comme étant la cause la plus prépondérante de douleur articulaire chronique, autant chez l’humain que chez l’animal de compagnie. Alors que la sensibilisation nociceptive y a été associée, les mécanismes pathologiques sous-jacents de cette maladie ne restent que partiellement élucidés. Récemment, l’induction chirurgicale d’arthrose chez le rat a permis de révéler la présence de changements dans l’expression fonctionnelle de la douleur ainsi que des modifications neurophysiologiques quantifiables. De fait, l’implication de mécanismes épigénétiques dans la physiopathologie de l’arthrose a été suggérée.  Ce projet avait comme objectif d’améliorer notre compréhension de la douleur arthrosique par la validation d’un panel de méthodes d’évaluation de la douleur dans un modèle d’arthrose induite chirurgicalement chez le rat. En plus des évaluations structurelles et fonctionnelles de la douleur ainsi que des analyses neuropeptidomiques, préalablement validées, une exploration épigénétique analysant par RT-qPCR l’expression différentielle de miARNs spinaux potentiellement liés à l’arthrose a été entreprise. L’intervention chirurgicale a entrainé le développement de dommages structuraux conséquents et a permis de détecter la mise en place de processus de sensibilisation centrale à la douleur. De plus, une augmentation au niveau spinal de l’expression de miR-181b a été mise en évidence, et ce miARN serait notamment associé à la douleur arthrosique, en particulier au niveau du contrôle endogène de douleur. En prenant en compte plusieurs déterminants de la douleur arthrosique, ce projet contribue à l’amélioration de la recherche translationnelle sur la douleur chronique. La pertinence de la neuro-épigénétique dans l’étude de la douleur arthrosique a également été mise en évidence dans cette étude. Osteoarthritis (OA) is considered the most common cause of chronic joint pain in humans, but also in companion animal patients. Nociceptive sensitization has been extensively associated with the disease. However, the pathological mechanisms leading to the development of this degenerative joint disease remain only partially understood. In the past few years, surgical induction of OA in rats allowed us to characterize some modifications in functional pain behaviors and to quantify neurophysiological changes. Hence, it has now been suggested that epigenetic mechanisms could also take part in OA physiopathology. The goal of this project was to validate a panel of different pain evaluation methods in a surgically-induced OA rat model with the objective of a better understanding of OA pain. To achieve this, previously validated structural and functional pain assessments were conducted, as well as neuropeptidomic analysis. To test the contribution of epigenetic modification in OA, differential expression of spinal miRNAs was validated by RT-qPCR. The surgical intervention led to the progression of significant structural damages. Moreover, this model confirmed the central nociceptive sensitization development in the OA rats. Indeed, changes in functional behaviors and in neuropeptidomic expression were identified. These findings were interestingly accompanied by an enhanced expression of miR-181b, a micro-RNA previously linked to endogenous control of pain. Multiple pain determinants were taken into account in this surgically-induced OA model; therefore, this study contributed to the advancement of knowledge in chronic pain translational research. This project highlights the relevance of neuro-epigenetics in OA pain studies.

Keyphrases: Douleur chronique, Arthrose, Modèle animal, Biomarqueurs, Épigénétique, Micro-ARN, Évaluations fonctionnelles, Neuropeptides, Chronic pain, Osteoarthritis, Animal model, Biomarkers, Epigenetics, Micro-RNA, Neuropeptides, Functional evaluations