Effets neuroprotecteurs et neurorégénérateurs d'un nouveau ligand de TSPO et des canaux potassiques Kv7.2/3 dans le système nerveux périphérique

Neuroprotective and Neuroregenerative effects of a novel TSPO and voltage- gated potassium channels Kv7.2/ 3 ligand in the peripheral nervous system

• Auteur / Autrice : Léa El Chemali
• Direction : Michaël Schumacher, Liliane Massade
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la santé
• Date : Soutenance le 22/12/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Maladies et hormones du système nerveux (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Parker
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Parker, Vassilios Papadopoulos, Fatiha Nothias-Chahir, Frédéric Charbonnier, Steven Knafo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vassilios Papadopoulos, Fatiha Nothias-Chahir

Mots clés

Mots clés contrôlés

Canaux potassiques rectifiants retardés

Ganglion spinal

Thérapeutique

Système nerveux -- Lésions et blessures

Mots clés libres

Tspo

Kv7.2/3

Poussée axonale

Tspo

Kv7.2/3

Axonal growth

Résumé

Bien que les nerfs périphériques adultes conservent la capacité de se régénérer, la restauration fonctionnelle reste souvent décevante en cas de lésions traumatiques ou de neuropathies périphériques. De plus, une mauvaise récupération est souvent associée au développement de douleurs neuropathiques chroniques. La protéine translocatrice mitochondriale (protéine de translocation, TSPO, 18 kDa) et les canaux potassiques Kv7.2/3 (KCQN2/3) voltage-dépendants sont deux cibles prometteuses pour favoriser la régénération des nerfs périphériques et la récupération fonctionnelle, et pour prévenir la chronicisation des douleurs neuropathiques. Récemment, une nouvelle classe de molécules, GRT-X, ciblant à la fois la TSPO et les Kv7.2/3, a été développée par la compagnie pharmaceutique Grünenthal. Le but de cette thèse est d'étudier le rôle du GRT-X dans la poussée axonale. Cette preuve de concept a été effectuée sur des cultures d'explants et des cultures dissociées de ganglions spinaux embryonnaires (ou Dorsal Root Ganglia, DRG) à E13.5 provenant soit de souris C57BL6/J, soit de souris TSPO-KO. Des études microscopiques, moléculaires et cinétiques ont été réalisées, et les effets du GRT-X ont été comparés à ceux d'autres molécules : étifoxine (agoniste de la TSPO), XBD173 (agoniste de la TSPO), ICA-27243 (agoniste des Kv7.2/3) et XE991 (antagoniste des Kv7.2/3) dans les deux modèles expérimentaux. Les résultats montrent que le GRT-X a un effet positif sur la poussée axonale. Cet effet est plus important que celui des autres groupes et est maintenu aux différents moments et aux différentes doses testées. De plus, le GRT-X induit une augmentation de l'expression des gènes impliqués dans le développement, la myélinisation et la poussée axonale par rapport aux autres groupes. Les mêmes expériences réalisées sur les DRG embryonnaires TSPO-KO montrent une diminution de l'efficacité du GRT-X. Ces résultats montrent l'implication du GRT-X dans la poussée axonale qui est liée à son double mode d'action (TSPO et Kv7.2/3). Ainsi, le GRT-X serait une cible prometteuse pour le traitement de lésions du système nerveux périphérique en favorisant la poussée axonale par liaison à la TSPO, mais aussi en diminuant la douleur en se liant aux Kv7.2/3 qui régulent l'hyperexcitabilité neuronale.

While adult peripheral nerves retain the ability to regenerate, functional restoration is often unsatisfactory in cases of traumatic injury or peripheral neuropathy. Furthermore, poor recovery is frequently associated with the development of chronic neuropathic pain. The mitochondrial translocator protein (TSPO, 18 kDa) and the voltage-dependent Kv7.2/3 potassium channels (KCQN2/3) represent two promising targets for enhancing peripheral nerve regeneration, promoting functional recovery, and preventing the chronicization of neuropathic pain. Recently, a novel class of molecules, GRT-X, that targets both TSPO and Kv7.2/3 has been developed by the pharmaceutical company Grünenthal. The objective of this thesis is to investigate the role of GRT-X in axonal growth. This proof-of-concept study was conducted using explant and dissociated cultures of embryonic dorsal root ganglia (DRG) at E13.5 from either C57BL6/J or TSPO-KO mice. Microscopic, molecular, and kinetic studies were performed, and the effects of GRT-X were compared with those of other molecules: etifoxine (a TSPO agonist), XBD173 (a TSPO agonist), ICA-27243 (a Kv7.2/3 agonist), and XE991 (a Kv7.2/3 antagonist) in both experimental models. Our data demonstrates that GRT-X exerts a positive influence on axonal growth. This effect surpasses that of the other molecules and is sustained at various tested time points and doses. Furthermore, GRT-X elevates the expression levels of genes involved in development, myelination, and axonal growth in comparison to the other groups. In parallel, the same experiments conducted on TSPO-KO embryonic DRGs reveal a reduced efficacy of GRT-X. These findings highlight the involvement of GRT-X in axonal growth, attributed to its dual mode of action (TSPO and Kv7.2/3). Therefore, GRT-X holds promise as a potential target for the treatment of lesions affecting the peripheral nervous system by promoting axonal growth via TSPO binding and concurrently reducing pain through its interaction with Kv7.2/3, which regulate neuronal hyperexcitability.