Etude in vitro des mécanismes impliqués dans les effets sensoriels des ciguatoxines et brévétoxines - Focus sur la signalisation de PAR2

In vitro study of mechanisms in sensory disturbances induced by ciguatoxins and brevetoxins Focus on PAR2 signaling pathway

• Auteur / Autrice : Ophélie Pierre
• Direction : Laurent Misery, Raphaële Boydron-Le -Garrec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Toxicologie
• Date : Soutenance le 11/12/2019
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interactions Epithéliums Neurones (Brest ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Lydie Sparfel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Misery, Raphaële Boydron-Le -Garrec, Lydie Sparfel, Jordi Molgo, Céline Deraison-Manuel, Bernard Calvino
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jordi Molgo, Céline Deraison-Manuel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Toxines marines

Mots clés libres

Ciguatéra

Ciguatoxine

Brévétoxine

Effets sensoriels

Substance P

Cathepsine S

Protease-activated receptor 2

Voie de signalisation

Sensibilisation

Ciguatera

Ciguatoxin

Brevetoxin

Sensory disorders

Substance P

Cathepsin S

Protease-activated-receptor 2

Signaling pathway

Sensitization

Résumé

La ciguatéra est une intoxication consécutive à l’ingestion de poissons contaminés par des neurotoxines marines appelées ciguatoxines (CTXs) et est caractérisée par des symptômes sensoriels intenses et persistants comme des paresthésies, une allodynie au froid et un prurit. Les CTXs, non commercialisées, et leur analogue structural et fonctionnel appelé brévétoxine-1 (PbTx-1) ont pour cible primaire le canal sodium sensible au potentiel de membrane (Nav), particulièrement exprimé par les neurones sensoriels. Afin d’identifier les mécanismes moléculaires des symptômes sensoriels, nous avons étudié sur neurones sensoriels, kératinocytes et cocultures l’effet de la ciguatoxine-2 (P-CTX-2) et de la PbTx-1. A l’aide des techniques d’imagerie calcique, d’immunocytochimie, de dosages immunologiques et de microscopie confocale nous avons montré le rôle majeur de la cathepsine S et de PAR2 dans la signalisation induite par la PbTx-1 et la P-CTX-2. Des explorations plus approfondies ont montré l’internalisation de PAR2 signant l’activation de la voie canonique en aval du récepteur. Nous avons également montré l’activation de la voie biaisée en aval de PAR2. De plus, ce travail a permis de mettre en évidence une sensibilisation des récepteurs du prurit (TRPA1, TRPV1, TRPV4, MrgprA3, PAR2 et Nav TTX-r) par ces neurotoxines pouvant contribuer à expliquer les symptômes sensoriels.

Ciguatera fish poisoning is consecutive to ingestion of contaminated fishes by marine neurotoxins called ciguatoxins (CTXs). This intoxication is characterized by persistent sensory disorders such as paresthesia, cold dysesthesia, pain and an intense pruritus. CTXs, not commercialized, and their analogous called brevetoxin-1 (PbTx-1) target the sodium voltage gated channels (Nav), particularly expressed on sensory neurons. In order to identify molecular mechanisms of sensory disorders by those neurotoxins we studied the effect of the ciguatoxine-2 (P-CTX-2) and the PbTx-1 on sensory neurons, keratinocytes and co-culture.Using calcium imaging, immunochemistry, immunoassay and confocal microscopy we showed the critical role of cathepsin S and PAR2 in the P-CTX-2/PbTx-1 signaling. Further explorations highlight PAR2 internalization, canonical and biased signaling of PAR2 involvement. In addition, this work bring to light sensory receptor sensitization including TRPA1, TRPV1, TRPV4, MrgrprA3, PAR2 and TTX-r Nav likely participating to sensory disturbances.