Canaux Cav3.2 et voies descendantes sérotoninergiques

Suite { l’implication des voies sérotoninergiques descendantes dans l’effet du paracétamol décrite dans la littérature97,131, nous avons évalué l’activation potentielle de cette

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voie lors de l’inhibition du canal Cav3.2 supraspinal. Pour cela, nous avons « déplété » la sérotonine systémique par injections répétées de p-chlorophenylalanine (PCPA) chez des souris sauvages et l’effet antalgique du TTA-A2 par voie i.c.v. a été évalué chez ces animaux. Le résultat obtenu dans le test au formol montre une perte de l’effet antalgique du TTA-A2 lors d’une déplétion en sérotonine (Figure 32). Ce résultat suggère que l’effet antalgique induit par l’inhibition des canaux Cav3.2 supraspinaux nécessite les voies sérotoninergiques descendantes. Ce résultat montre indirectement que les canaux Cav3.2 sont exprimés dans des structures cérébrales reliées aux voies descendantes sérotoninergiques et viens totalement s’imbriquer dans la relation paracétamol et voies sérotoninergiques. Néanmoins, pour valider ce lien, il faudrait compléter ces résultats par l’étude de l’impact du blocage des récepteurs à la sérotonine spinaux sur l’effet antalgique du TTA-A2. Enfin, aucune augmentation de sérotonine spinale, suite à l’administration de paracétamol, n’a été retrouvée83. Malgré cela, il faudrait réitérer un dosage plus précis de la sérotonine (intra- et extracellulaire) suite { l’administration de paracétamol, d’AM404 et de TTA-A2, { l’aide de la technique de microdialyse qui est beaucoup plus fine, afin de valider nos hypothèses.

Quel serait le mécanisme mis en jeu pour activer les voies sérotoninergiques descendantes ?

Question intéressante quand on sait que l’inhibition des canaux Cav3.2 induit une diminution de l’excitabilité neuronale. Par conséquent, comment une inhibition neuronale peut induire une activation d’une zone cérébrale (ici la PAG) ? L’hypothèse que nous allons énoncer repose sur plusieurs études récentes montrant que (Figure 34a, b) :

1) A l’état basal, la PAG possède un tonus GABAergique fort666, ce qui la garde dans un état d’inhibition ou du moins de non activation.

2) L’activation de la PAG par l’activation du récepteur TRPV1 suite à l’injection de capsaïcine dans la VL-PAG induit une production de glutamate et une augmentation de l’activité des cellules OFF de la RVM229. Ceci laisse supposer que le récepteur TRPV1, au sein de la PAG, est exprimé préférentiellement par les neurones glutamatergiques ;

3) l’activation du TRPV1 induit un relargage de glutamate qui va activer les récepteurs postsynaptiques mGluR5667 et ceci est inhibé en présence d’un bloqueur des mGluR668 ;

4) l’activation des mGluR induit un relargage rétrograde de 2-AG dans la fente synaptique qui va venir activer les récepteurs CB1 pré-synaptiques667,669–671;

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5) l’activation du CB1 pré-synaptique diminue préférentiellement le relargage de GABA dans la fente synaptique pour trois raisons probables : - une plus forte densité de récepteurs CB1 sur les terminaisons inhibitrices (i-CB1) par rapport aux terminaisons excitatrices (e-CB1)672 ; - les e-CB1 sont moins sensibles aux endocannabinoïdes que les i-CB1673 ; - la dégradation et la recapture des endocannabinoïdes les empêchent sélectivement d’atteindre les fibres excitatrices674.

L’ensemble de ces mécanismes contribuent à la diminution du tonus GABAergique de la PAG et mène à sa désinhibition666. L’activation (désinhibition) de la PAG entrainera une activation de la RVM et des voies sérotoninergiques descendantes.

Ainsi, l’activation des neurones de la RVM, suite { l’activation du TRPV1 de la PAG, serait due { une levée d’inhibition par les neurones présynaptiques GABAergiques et à une activation des neurones glutamatergiques (Figure 34a, b).

Maintenant comment pouvons-nous intégrer le canal Cav3.2 dans ce système ?

Nous savons que l’activation du récepteur TRPV1 inhibe le canal Cav3.2, que l’activation du CB1 via la protéine Gi/o pourrait inhiber les canaux Cav3.2526,569,657,662 et que le 2-AG serait aussi potentiellement capable de le moduler négativement. Nous savons également que les canaux Cav3.2 sont exprimés de manière présynaptique dans la moelle épinère538, donc probablement au niveau cérébral également. Ainsi, si nous supposons que le canal Cav3.2 est préférentiellement exprimé par les neurones présynaptiques GABAergiques, l’activation des récepteurs TRPV1 et CB1, respectivement, par l’AM404 et le 2-AG141,667,669–671, suite { l’administration de paracétamol, vont potentiellement pouvoir inhiber les canaux Cav3.2. Il ne faut pas exclure le fait de la probabilité que l’AM404 et le 2-AG puissent également inhiber directement le canal Cav3.2, sans passer par les récepteurs TRPV1 et CB1. Conjointement, ceci pourrait amener { l’inhibition préférentielle des neurones GABAergique, participant ainsi à la désinhibition de la PAG (Figure 34a, c).

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Figure 34 : Modèle proposé de la dépression de la transmission GABAergique induite par la capsaïcine et le paracétamol dans la vlPAG conduisant finalement à l'activation des voies inhibitrices et diminuant la douleur. Le

schéma montre les synapses GABAergiques (à droite) et glutamatergiques (à gauche) dans un neurone de la vlPAG avant (A) et après (B) traitement à la capsaïcine ou (C) au paracétamol. La capsaïcine ou l’AM404 et les endocannabinoïdes activent les récepteurs TRPV1 situés sur les terminaisons glutamatergiques pour faciliter la libération de glutamate, qui active ensuite les récepteurs post-synaptiques mGlu5 (mGluR5) et ensuite, couplés par la protéine Gq, stimule la phospholipase C (PLC) pour donner le diacylglycérol (DAG), qui est ensuite déacétylé par la DAG lipase (DAGL) en 2 arachidonolyglycerol (2-AG), un endocannabinoïde. Le 2-AG agit en tant que messager rétrograde pour activer les récepteurs CB1 présynaptiques (CB1) situés sur les terminaisons GABAergiques. Associé à cela, l’activation des récepteurs TRPV1 et CB1 des terminaisons GABAergiques, ainsi que l’action directe des endocannabinoïdes, vont venir inhiber le canal Cav3.2. Pris ensemble, ces mécanismes vont inhiber la libération de GABA. L'inhibition de la transmission GABAergique (désinhibition) dans la vlPAG va activer les voies inhibitrices descendantes de la douleur et réduire les réponses nociceptives. Modifié d’après Liao et coll. 2011.

D’autant plus qu’il a été montré une implication des canaux de type T dans le contrôle des neurones GABAergiques au niveau de la PAG675.

Dans tous les cas, de nombreuses interrogations persistent et de nombreuses expériences seront nécessaires pour démêler les mécanismes supraspinaux mis en jeu. Et la première chose à faire pour vérifier cette hypothèse serait d’étudier le type de neurones de la PAG exprimant les canaux Cav3.2 : sont-ils glutamatergiques ? GABAergiques ? Les deux ? Expriment-ils TRPV1 et CB1 ? Les souris knock-in Cav3.2-GFP seront un bon outil pour essayer de répondre à cette question.