Functional connectomics of peripheral and central pain circuits Connectomique fonctionnelle des circuits de douleur périphériques et centraux Chronic pain places a major burden on society due to its debilitating effects on patients and on national economies due to lost productivity (estimated at CA$40 billion in Canada). Current therapeutic options for chronic pain sufferers are limited and new approaches to managing chronic pain are needed. This requires an in-depth understanding about the processing of nociceptive (perception of pain) information in both the peripheral and central nervous systems. 
Nerve injury can give rise to persistent changes in plasticity in both spinal cord and brain circuits that in turn lead to chronic pain. Although much progress has been made in understanding how nociceptive signals are transmitted and regulated, much less is known about how the brain is altered during chronic pain conditions, and how these changes in the pain axis contribute to the maintenance of chronic pain states. 

This project will use a functional connectomics approach, which maps connections within the nervous system, involving different mouse models of neuropathic pain. This will be coupled with optogenetic (light) manipulation of brain circuits and behavioural assessments. It aims to test the innovative hypothesis that changes in the plasticity of the pain axis following chronic nerve injury leads to a persistent loss of pain modulation. Successful completion of this project will provide unparalleled insights into the processing of pain signals in the brain and may identify novel therapeutic avenues for intervention. Additionally, the project will provide a strong research environment, as well as capacity building and exchange opportunities for graduate students, clinicians, and researchers based in Brazil. The project is led in Canada by the University of Calgary, in collaboration with the Hebrew University of Jerusalem in Israel, and Universidade Federal Do Parana in Brazil.

This project was selected for funding through the fourth research competition of the Joint Canada-Israel Health Research Program. This initiative is a partnership between IDRC, the Canadian Institutes of Health Research, the Israel Science Foundation, and the Azrieli Foundation. La douleur chronique fait peser une lourde charge sur la société, en raison de ses effets débilitants sur les patients et sur les économies nationales engendrés par la perte de productivité (estimée à 40 milliards $ CAD au Canada). Les options thérapeutiques offertes actuellement aux personnes qui souffrent de douleur chronique sont limitées, et il est nécessaire d’adopter de nouvelles façons de gérer les douleurs chroniques. Pour y parvenir, il faut comprendre la nature profonde du traitement des renseignements nociceptifs (perception de la douleur) dans les systèmes nerveux centraux, mais aussi périphériques. 

Les lésions nerveuses peuvent entraîner des changements persistants de plasticité, tant au niveau de la moelle épinière que des circuits cérébraux qui, en retour, entraînent des douleurs chroniques. Bien que d’importants progrès aient été réalisés pour comprendre la transmission et la régulation des signaux nociceptifs, on possède peu de renseignements sur les altérations que provoquent les douleurs chroniques sur le cerveau et sur la façon dont les modifications de l’axe de la douleur contribuent à la persistance de la douleur chronique. 

Ce projet s’appuiera sur une approche connectomique fonctionnelle qui cartographie les connexions dans le système nerveux, à l’aide de différents modèles murins souffrant de douleurs neuropathiques. S’ajoutent à cela la manipulation optogénétique (réaction à la lumière) des circuits cérébraux et des évaluations comportementales. L’objectif est de vérifier l’hypothèse novatrice voulant que des changements apportés à la plasticité de l’axe de la douleur causés par des lésions nerveuses chroniques entraînent une incapacité persistante à moduler la douleur. L’achèvement fructueux de ce projet donnera un précieux aperçu de la façon dont le cerveau traite les signaux de douleur et pourrait permettre de trouver de nouvelles pistes thérapeutiques pour une éventuelle intervention. En outre, le projet permettra d’offrir un solide environnement de recherche, ainsi que des occasions d’échange et de renforcement des capacités aux étudiants diplômés, aux cliniciens et aux chercheurs établis au Brésil. Il est dirigé au Canada par l’Université de Calgary, en collaboration avec l’Université hébraïque de Jérusalem en Israël et l’Universidade Federal Do Parana au Brésil.

Ce projet a été retenu aux fins de financement au cours du quatrième concours de recherche du Programme conjoint canado-israélien de recherche en santé. Il s’agit d’un partenariat entre le CRDI, les Instituts de recherche en santé du Canada, l’Azrieli Foundation et l’Israel Science Foundation.