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Thèse Lucie Blaszczyk-Gerand

Study of thalamic microglial and astrocytic cells in a neuropathic pain model of rat.

Le 25 juin 2015

Lucie Blaszczyk-Gerand soutiendra sa thèse  le jeudi 25 juin à 14h dans la salle de conférences du centre de génomique fonctionnel.(CGFB , Campus Carreire)


 Neuropathic pain due to nervous lesion concerns 400 million people worldwide and there is no cure to definitively alleviate such pain.
So it is necessary to discover new therapeutic targets. Over the last years, numerous studies suggest that glial cells, astrocytes and microglia, could play a crucial role in the development and maintenance of neuropathic pain. Surprisingly, very little attention has been devoted to supra-spinal structures. As thalamus is a key structure in the nociceptive integration pathway, my PhD thesis project aimed at characterising thalamic astrocyte and microglia through quantitative real-time PCR (qRT-PCR) and immunohistochemistry methods in a rat neuropathic pain model (L5-L6 spinal nerve ligation).

Unexpectedly, at a time when neuropathic pain symptoms are present, as attested by behavioural tests, I show an early (14 days post-ligation = D14) and transient (non observed 28 days post-ligation = D28) thalamic decreased number of immunopositive cells for each of the 4 markers commonly used to study glia: Iba-1 and CD11b/c for microglia and GFAP and S100β for astrocytes. At the same time (D14) and late stage (D28), in neuropathic pain animals, I show an increased mRNA expression of the chemokine fractalkine, it’s microglial receptor and the microglial enzyme which gives rise to the soluble fractalkine by using qRT-PCR approach on microdissected thalamic nucleus. These results are correlated with pain symptoms intensity. These three factors are well-known to be involved in a spinal amplification pathway of nociceptive information, their over-expression attesting microglial reactivity. Then, I show at D28 a thalamic increase of GFAP immunostained surface in neuropathic pain animals without change in the number of GFAP immunopositive astrocytes. This implies an astrocytic hypertrophy and so establishes a thalamic astrocytic reactivity.

So, this work reveals an ambivalence in thalamic glial alterations in this neuropathic pain model: an early decrease in glial markers expression followed by a later astrocytic reactivity concomitant with microglial signs of reactivity. Numerous experiments are needed to understand the impact of such glial thalamic ambivalence, never described in the neuropathic pain field.

Etude des cellules astrocytaires et microgliales thalamiques dans un modèle de douleur neuropathique chez le rat.

Les douleurs neuropathiques qui font suite à une lésion nerveuse concernent 400 millions d’individus dans le monde. A l’heure actuelle il n’existe aucun traitement qui permet d’abolir définitivement ces douleurs. Il est donc nécessaire de découvrir de nouvelles cibles thérapeutiques. Ces dernières années de nombreuses études ont suggéré que les cellules gliales, astrocytes et microglie, pourraient jouer un rôle important dans le développement et le maintien des douleurs neuropathiques. Ces études se sont, de manière étonnante, peu intéressées aux structures supra-spinales. Mon travail de thèse a donc consisté à caractériser par des approches de PCR quantitative en temps réel et d’immunohistochimie, les astrocytes et les cellules microgliales thalamiques dans un modèle de douleur neuropathique (ligature des nerfs spinaux L5 et L6 chez le rat), le thalamus étant une structure clé dans l’intégration de l’information douloureuse.

Contre toute attente, je montre dans le thalamus, en condition de douleur neuropathique attestée par des approches comportementales, une diminution précoce (14 jours après la lésion nerveuse= J14) et transitoire (non observée 28 jours après la lésion nerveuse= J28) du nombre de cellules immunopositives pour chacun des 4 marqueurs principalement utilisés pour étudier la glie : Iba-1 et CD11b/c pour la microglie et GFAP et S100β pour les astrocytes. De manière concomitante (J14) et plus tardive (J28) je montre par une approche par PCR quantitative en temps réel sur noyaux thalamiques microdisséqués que l’expression de l’ARNm de la fractalkine, de son récepteur microglial et de l’enzyme microgliale qui engendre la forme soluble de la fractalkine est augmentée chez les animaux neuropathiques et ce de manière corrélée avec l’intensité des symptômes douloureux. Ces facteurs sont connus pour être impliqués dans une boucle d’amplification de l’information nociceptive au niveau de la moelle épinière, leur sur-expression signant une réactivité microgliale. Enfin, je montre qu’à J28 la surface occupée par l’immunomarquage GFAP est augmentée dans le thalamus des animaux neuropathiques sans modification du nombre d’astrocytes GFAP immunopositifs ce qui objective une hypertrophie astrocytaire et donc une réactivité astrocytaire.

Ce travail dévoile donc une ambivalence au niveau des altérations de la glie thalamique dans ce modèle de douleur neuropathique: une diminution précoce de l’expression des marqueurs gliaux thalamiques suivie d’une réactivité astrocytaire plus tardive concomitante à des signes de réactivité microgliale. De nombreuses expériences sont encore nécessaires pour appréhender l’impact de cette ambivalence gliale thalamique inédite dans un contexte de douleur neuropathique.

 

Publications

An Eighteen-Month Helicobacter Infection Does Not Induce Amyloid Plaques or Neuroinflammation in Brains of Wild Type C57BL/6J Mice.Baudron CR, Chambonnier L, Buissionnière A, Giese A, Macrez N, Cho Y, Fénelon V, Blaszczyk L, Dubus P, Lehours P, Mégraud F, Salles N, Varon C.
J Alzheimers Dis. 2015 Feb 19. [Epub ahead of print]

Cancer pain is not necessarily correlated with spinal overexpression of reactive glia markers. Ducourneau VR, Dolique T, Hachem-Delaunay S, Miraucourt LS, Amadio A, Blaszczyk L, Jacquot F, Ly J, Devoize L, Oliet SH, Dallel R, Mothet JP, Nagy F, Fénelon VS, Voisin DL. Pain. 2014 Feb;155(2):275-91. doi: 10.1016/j.pain.2013.10.008. Epub 2013 Oct 11.

 

Jury

Président : Marc Landry (Professeur, Bordeaux)

Rapporteur : Sophie Pezet (Maître de conférences, Paris)

Rapporteur : Lénaïc Monconduit (Maître de conférences, Clermont-Ferrand)

Examinateur : Luis Garcia-Larrea (Directeur de recherche, Lyon)

Directrice de thèse : Valérie Fénelon (Professeur, Bordeaux)

Directrice de thèse



Valérie Fénelon
Professeur Université de Bordeaux

Unité et équipe de Recherche
Equipe « Relations Glie-Neurone », INSERM U862
Neurocentre Magendie et Université de Bordeaux, « Physiopathologie de la plasticité neuronale »