Etude des propriétés fonctionnelles des récepteurs P2X et de la modulation de la cotransmission mixte GABA / ATP dans les neurones des couches superficielles de la corne dorsale de la moelle épinière de rat

• Auteur / Autrice : Sylvain Hugel
• Direction : Rémy Schlichter
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moelle épinière

GABA

ATP

Nocicepteurs

Neurotransmetteurs -- Récepteurs

Transmission nerveuse

Résumé

Les couches superficielles (I à III) de la corne dorsale de la moelle épinière sont impliquées dans le traitement des informations nociceptives (douloureuses) d'origine périphérique. Des sous-unités entrant dans la composition des récepteurs-canaux de l'ATP (récepteurs P2X) y sont exprimées. Nous démontrons, dans une culture de neurones des couches I à III de la corne dorsale de rat nouveau-né, que des neurones colibérant l'ATP et le GABA font synapse avec des neurones exprimant des récepteurs P2X et GABAA. Ces récepteurs P2X développent une perméabilité pour de grosses molécules cationiques en fonction de la durée d'application de l'agoniste (phénomène de ''dilatation de pore''). Nos données indiquent que ce phénomène a également lieu suite à l'activation des récepteurs P2X par de l'ATP libérée synaptiquement. Une telle propriété n'a jamais été décrite auparavant pour aucun récepteur sous-tendant une transmission synaptique. Par ailleurs, nous démontrons que la cotransmission ATP/GABA est présynaptiquement contrôlée (1) par des récepteurs ionotropiques P2X perméables au calcium, qui facilitent la libération de GABA et sans doute d'ATP ; et (2) par des récepteurs métabotropiques du GABA (GABAB) et de l'adénosine (A1) qui inhibent la libération de GABA et d'ATP via un mécanisme de transduction convergent impliquant une protéine G de type Gi ou G0. Dans nos conditions, les récepteurs GABAB et A1 sont toniquement activés par du GABA et de l'adénosine ambiants et peuvent respectivement être activés phasiquement par : du GABA libéré synaptiquement et de l'adénosine issue de l'hydrolyse de l'ATP libérée synaptiquement. Les récepteurs GABAB et A1 jouent donc le rôle d'autorécepteurs. La synapse GABA/ATP présente donc de nombreux mécanismes de contrôles pré et postsynaptiques qui sont des cibles potentielles pour l'expression de phénomènes de plasticité influant sur le traitement de l'information nociceptive à l'étage spinal, et par conséquent sur la perception douloureuse.

Superficial layers of the spinal cord dorsal horn (layers I to III) are involved in the integration and the transmission of nociceptive information from the periphery. Recent results have described the expression of ATP ionotropic receptors (P2X receptors) in this structure. A synaptic corelease of ATP and GABA, acting on postsynaptic P2X and GABAA receptors respectively, has previously been described in our laboratory, using a primary culture model of rat postnatal spinal cord dorsal horn neurones. Our results demonstrate that these P2X receptors can change their ionic selectivity as a function of time during ATP application, allowing large organic cations to enter or leave the cell through this ionotropic receptor. This phenomenon seems also to occur during activation of P2X receptors by synaptically released ATP. This is the first demonstration of such a mechanism for synaptic ionotropic receptors. Furthermore, we demonstrate that ATP/GABA cotransmission is presynaptically controlled : (1) by ionotropic P2X receptors facilitating GABA and likely ATP release, and (2) by GABA (GABAB) and adenosine (A1) metabotropic receptors, inhibiting GABA and ATP release by a partially common transduction pathway involving a G-protein of the Gi/o type. We show that presynaptic GABAB and A1 receptors are tonically activated under control conditions, and provide evidence that synaptically released GABA and adenosine produced by synaptically released ATP can activate GABAB and A1 autoreceptors in a phasic manner. Thus, mixed excitatory/inhibitory ATP/GABA cotransmission is highly controlled by both pre- and postsynaptic mechanisms. Controls of this complex synapse are likely to be involved in plasticity mechanisms which play a role in the modulation of nociceptive information and presumably in the perception of pain.