[00: 00: 05] Dr Benjamin Greenberg : Nous allons maintenant faire la transition pendant l'après-midi pour parler des mises à jour et des recherches. Et il y a beaucoup de domaines différents à discuter et chaque année, lorsque nous traversons cela, nous devons prendre des décisions difficiles sur les sujets à inclure. Nous avons donc aujourd’hui quatre mises à jour de recherche que nous souhaitons faire. Le premier sera une mise à jour de la recherche sur la douleur neuropathique. Et il y a eu une question très tôt dans la journée, je m'excuse, je ne me souviens pas exactement qui l'a posée, mais elle concernait la douleur liée au bandage et les causes de cette douleur. Et c’est ce que cette conférence va partiellement aborder.

[00:00:41] La base de la douleur neuropathique. Et nous sommes ravis d’avoir parmi nous le docteur Ferreira de l’Université du Texas à Dallas. Ainsi, Diana a obtenu sa maîtrise et sa formation au Portugal, puis s'est rendue au Royaume-Uni à l'Université de Sheffield pour obtenir un doctorat en neurosciences de la douleur. Vous ne pensiez pas qu'il pourrait y avoir un doctorat en neurosciences de la douleur, mais il existe. Puis je suis venu ici à Dallas. Pourquoi diable quelqu'un quitterait-il Sheffield pour venir à Dallas ? Eh bien, il s'avère qu'il existe un épicentre international de recherche sur la douleur neuropathique avec nos collègues du laboratoire du docteur Ted Price à l'Université du Texas à Dallas, qui posent la question très fondamentale sur le plan biologique : pourquoi certaines personnes développent-elles des douleurs neuropathiques après différentes blessures par rapport à d'autres ? Nous aurons donc une mise à jour sur ces recherches aujourd'hui et je suis heureux de céder la parole à Diana.

[00: 01: 40] Dre Diana Tavares : Eh bien, merci beaucoup de m'avoir invité ici. Donc, comme cela a été mentionné, je ne suis pas médecin. C'est donc un peu intimidant après toutes les questions sur la gestion de la douleur de venir ici pour parler de la douleur. Mais j’espère que si vous ne pouvez retenir qu’une seule chose de ce discours, c’est que nous, scientifiques, faisons de notre mieux pour essayer de trouver de nouvelles cibles ayant le moins d’effets secondaires. Et je mentionnerai aussi que nous n'avons pas toujours l'occasion de parler aux patients ni même parfois de parler aux cliniciens. Cela a donc été une opportunité incroyable. J'ai tellement appris.

[00:02:25] Et je dirai également que si vous avez des questions à tout moment, n'hésitez pas à les poser. Ainsi, les sensations du toucher, de la proprioception, de la température et de la douleur nous aident à percevoir le monde. Et ils le sont, je pense que j'ai touché quelque chose. Oui, et ces sensations, elles nous aident à ressentir le monde et elles sont transmises par le système de fibres nerveuses. Ainsi, ce système transmet les stimuli externes de la périphérie d’abord à la moelle épinière puis au cerveau où ces sensations sont perçues.

[00:03:16] Donc, ce qui nous intéresse particulièrement, c'est que je vais essayer d'utiliser cela. Donc, ce que nous essayons particulièrement de comprendre, ce sont ces neurones sensoriels qui sont situés à côté de la colonne vertébrale. Ainsi, les neurones sensoriels sont un type de cellule très spécial dont les axones s’étendent sur une grande distance. Ainsi, ils peuvent atteindre la structure cible qu’ils innervent la peau. Mais le corps cellulaire ou l'endroit où se trouve le noyau ou l'endroit où tous les éléments qui maintiennent la cellule en vie se trouvent dans cette chose ici que nous appelons les ganglions de la racine dorsale ou DRG, qui se trouve juste à l'extérieur de la moelle épinière.

[00:04:04] Et jusqu'à récemment, nous caractérisions les neurones sensoriels en trois catégories principales. Nous avions donc des neurones de myéline de grand diamètre appelés fibres bêta. Ce sont donc les neurones qui innervent la peau et sont responsables de la transmission du toucher léger. Ainsi, lorsque quelqu’un touche notre main, nous pouvons le ressentir. Ce sont donc les neurones qui sont activés. Ensuite, nous avons également des propriocepteurs qui innervent les muscles et d’autres structures pour nous donner une idée de l’emplacement de nos membres dans l’espace.

[00:04:41] Ensuite, nous avons des neurones de diamètre moyen légèrement myélinisés qui peuvent détecter à la fois des stimuli nocifs mais aussi un contact léger. Et enfin, nous avons les fibres C non myélinisées de petit diamètre. Et ce sont ces types particuliers de neurones qui sont spécialisés pour détecter les stimuli potentiellement dommageables ou dommageables. Ainsi, ils peuvent transmettre des stimuli douloureux. Et évidemment, dans nos recherches, nous nous intéressons particulièrement à ces nocicepteurs. Ils sont aussi appelés nocicepteurs. Et pourtant on sait que dans les tissus, il n’y a pas que des neurones, il y a d’autres cellules qui peuvent interagir avec les neurones et ces autres cellules peuvent libérer des médiateurs qui peuvent ensuite activer les neurones.

[00:05:33] Donc, je vais aussi parler un peu de ces interactions entre les cellules immunitaires, les cellules gliales et les neurones. Ainsi, la douleur dans des circonstances normales peut nous alerter d’un danger. Mais lorsqu’elle devient chronique ou lorsqu’elle résulte d’une lésion nerveuse, elle peut avoir un impact énorme sur la vie des patients, comme on l’entend aujourd’hui. Et en fait, on estime que la douleur chronique touche plus de 50 millions de personnes aux États-Unis. C'est l'une des raisons les plus courantes pour lesquelles les adultes recherchent des soins médicaux et elle est liée aux restrictions, à la mobilité et simplement à une qualité de vie globalement réduite.

[00:06:18] Comme nous l'avons entendu aujourd'hui, il est également associé à d'autres conditions et aux traitements actuellement disponibles, qui, comme nous l'avons également entendu, sont également soit inefficaces, soit ont des effets secondaires inacceptables. Et cela, vous le savez peut-être, la plupart des études menées avant d’arriver à un essai clinique sont réalisées sur des modèles animaux, qui ne sont pas toujours représentatifs des humains. Et en fait, nous n’avons pas encore de caractérisation complètement moléculaire des neurones sensoriels humains. Nous ne savons donc pas exactement quelles molécules sont présentes dans ces neurones.

[00:07:05] Ainsi, le travail dans notre laboratoire se concentre sur la caractérisation de ces neurones sensoriels que j'ai mentionnés précédemment. Et je vais juste ici cette diapositive pour parler un peu des technologies que nous utilisons. Nous nous intéressons donc particulièrement à l’ARN. Ainsi, comme vous le savez probablement, dans nos cellules, nous avons de l'ADN, qui est comme notre génome ou il contient toutes les informations qui permettront à nos cellules de nous créer. Et puis cet ADN est transcrit en ARN et peut ensuite être traduit en protéine. Et nous nous concentrons sur l’ARN. Et j'utiliserai aussi les termes ARN ou gènes ou transcriptome, qui sont en quelque sorte interchangeables. Et le transcriptome est l’étude des gènes des ARN présents dans un tissu.

[00:08:04] Donc, il y a trois technologies dont nous allons parler aujourd'hui et je vais juste le mentionner brièvement. Ainsi, tout séquençage d’ARN consiste essentiellement à prendre tout le tissu que vous souhaitez étudier. Par exemple, les neurones sensoriels, nous prendrions les ganglions de la racine dorsale. Et nous pouvons caractériser les ARN et les gènes présents dans ce tissu, mais nous ne savons pas de quelles cellules ils proviennent. Ainsi, nous pouvons également utiliser le séquençage d’ARN unicellulaire, qui dans ce cas est une approche très similaire. Mais cette fois, nous pouvons profiler des cellules individuelles. Nous savons donc de quelle cellule proviennent les ARN.

[00:08:45] Et puis nous utilisons également la transcriptomique spatiale, ce qui signifie essentiellement que nous pouvons prendre en compte la position spatiale des différentes cellules. Ainsi, nous pouvons voir si certaines cellules immunitaires sont plus proches des neurones et nous pouvons voir exactement quels gènes ou quels ARN sont présents dans ces cellules. Notre laboratoire s’est donc principalement concentré sur l’utilisation de tissus humains. Et nous obtenons nos tissus grâce à la collaboration avec Southwest Transplant Alliance, qui est une organisation de donneurs d'organes ici à Dallas. Nous sommes très reconnaissants envers les donneurs d’organes qui peuvent également faire don de leurs autres tissus pour la recherche.

[00:09:31] Et nous pouvons récupérer une variété de tissus, y compris les DRG, la moelle épinière, et nous pouvons mettre en œuvre les technologies que j'ai mentionnées pour caractériser ces tissus au niveau moléculaire. Et nous pouvons aussi faire de la culture cellulaire, puis essayer de tester certains composés et voir comment ils fonctionnent. Et ici, juste par curiosité, voici une image d'un DRG humain ici et comment il est connecté à la moelle épinière. Et je vais juste sauter ici. Donc, si vous vous souvenez, il y a quelques diapositives, j'ai mentionné qu'on pouvait classer les neurones en trois catégories principales.

[00:10:19] Ce que vous pouvez voir ici, c'est qu'une fois que vous avez réellement profilé les molécules que les ARN sont présentes dans ces neurones sensoriels, il existe en réalité beaucoup plus de sous-types. Ils ne sont pas seulement trois. Et par exemple dans les fibres A-bêta. Ainsi, les fibres qui peuvent transmettre la lumière au toucher, vous pouvez voir ici sur ce graphique qu'il en existe trois sous-types que nous identifions à partir de ces différents marqueurs que nous avons pu identifier. Et puis pour les fibres C qui sont les neurones qui transmettent la douleur, les nocicepteurs, on identifie en fait six sous-types. Et je vais juste en souligner quelques-uns qui se trouvent ici sur le côté gauche de ce graphique.

[00:11:03] Nous identifions, sur la base de gènes, que ce sont les neurones qui transmettent la sensation de froid. Ainsi, la sensation de froid ou de refroidissement est transmise par les neurones qui possèdent ce récepteur appelé topiramate. Et puis un autre intéressant est celui-ci appelé récepteur péritogène qui est le nocicepteur des démangeaisons. Ainsi, ils transmettent la sensation de démangeaison. Nous avons ainsi pu caractériser tous ces différents sous-types. Et juste pour entrer un peu en détail, qu’est-ce que j’entends par caractériser moléculairement ces neurones sensoriels ?

[00:11:47] Ce que vous pouvez voir ici, c'est que nous avons une liste de tous les gènes. Et il s'agit d'une sélection très similaire aux principaux gènes sélectionnés qui sont exprimés dans chaque nocicepteur que je mentionnais. Et ce que montre ce graphique, c'est que plus le cercle est grand, plus les cellules expriment ce gène et plus la couleur est foncée, plus l'expression est élevée. Donc, ce que nous voyons ici, c'est que ce gène s'appelle SCN11A et que la protéine s'appelle NAV1.9. Ainsi, les patients porteurs de la mutation de ce gène présentent une insensibilité congénitale à la douleur ou une perte partielle de la sensation douloureuse. Mais les rapports dans la littérature montrent également que ces patients qui ne ressentent pas de douleur présentent un phénotype de démangeaisons intenses.

[00:12:38] Et donc, nous pensons que parce que ce gène est régulé dans ce sous-type particulier, nous pensons que les mécanismes associés à cet enrichissement pourraient expliquer ce phénotype. Mais évidemment, nous essayons de valider cela. Comme je l'ai mentionné, de nombreuses études visant à identifier de nouvelles cibles sont également menées sur des modèles animaux, en particulier sur des souris. Et même s’il existe certaines similitudes, les souris ne sont pas des humains plus petits. Il existe donc également certaines différences que nous pouvons identifier en menant cette étude. Et je vais juste souligner particulièrement ce gène appelé TRPV1. C'est donc le gène, puis aussi le sous-type neuronal qui s'active lorsque nous mangeons quelque chose d'épicé qui donne cette sensation de chaleur.

[00:13:35] Et en fait, le chercheur qui a découvert ce canal, ce récepteur, a reçu le prix Nobel, je crois, il y a deux ans. Et ce que vous pouvez voir ici. Ces graphiques sont donc similaires à ceux que j’ai montrés auparavant. Là encore, plus le cercle est grand, plus les cellules les expriment. A gauche vous avez l'expression humaine. Ainsi, vous pouvez voir qu’il est exprimé dans plus d’un sous-type. Quand on regarde ici avec la souris, elle est particulièrement élevée chez celle-ci. Et en fait, il y avait un médicament qui faisait l'objet d'essais cliniques ciblant ce récepteur pour le traitement de la douleur qui a échoué en raison des effets secondaires qu'il provoquait, à savoir une température corporelle plus élevée.

[00:14:25] Et à cette époque, nous n'avions pas cette caractérisation moléculaire des tissus humains. Nous ne pouvions donc pas savoir comment le médicament allait agir. Une chose que je voudrais mentionner pour gagner du temps est qu’il existe d’autres cellules présentes dans ce tissu. Il ne s’agit donc pas uniquement de neurones. Alors, comment prendre en compte les interactions entre d’autres cellules qui pourraient libérer des médiateurs inflammatoires et activer les neurones ? Donc, ce que vous pouvez voir ici et que je vais juste mentionner brièvement, c'est une technique qui marque les cellules présentes dans les tissus. Donc, ici en rose, en haut, nous avons des neurones.

[00:15:11] Ainsi, les neurones sont ces grosses cellules et puis en blanc vous avez les cellules T. C’est donc un marqueur des cellules T. Ainsi, vous pouvez voir que chez les humains, les cellules immunitaires sont très proches des neurones sensoriels humains. Et puis ici à droite, vous avez une image similaire mais provenant de la souris DRG. Donc, ce que vous pouvez voir, tout d’abord, c’est que les neurones chez la souris sont beaucoup plus petits. Mais aussi qu'au niveau basal, sans induire de douleur chez cet animal, ces cellules immunitaires ne sont pas présentes. Donc, encore une fois, c'est une autre différence que nous identifions et qui peut suggérer pourquoi parfois les modèles animaux ne sont pas aussi représentatifs des humains.

[00:16:04] Et l'un de nos objectifs dans notre travail est de créer un récepteur similaire. Alors, interagissez sur une carte et étudiez comment ces interactions changent non seulement dans les neuropathies périphériques mais dans d'autres conditions. Car ici en bleu, vous pouvez voir que ces points représentent les neurones. Et puis voici une image représentative, nous avons une sorte de CD4 de couleur orange, qui est un marqueur des macrophages, qui est un autre type de cellule immunitaire. Ainsi, vous pouvez voir qu’il y a beaucoup de cellules immunitaires présentes chez l’humain et très proches des neurones.

[00:16:44] Ici à droite, vous avez une liste de nombreuses interactions qui existent entre les cellules immunitaires et les neurones. Et notre objectif est de prendre en compte leur emplacement et de voir et éventuellement de concevoir de meilleurs modèles pour tester les médicaments destinés au traitement de la douleur. Et maintenant, au cours des dernières minutes, je vais juste parler brièvement de quelques cas cliniques sur lesquels nous avons également travaillé. Et je n'ai pas travaillé directement sur les troubles neuro-immunitaires, mais les endroits dont je vais parler ont des neuropathies qui ressemblent tellement à des lésions nerveuses et peuvent être similaires à d'autres conditions.

[00:17:38] Donc, dans ce cas, voici une collaboration avec le MD Anderson Cancer Center à Houston. Chez les patients présentant des tumeurs sur la colonne vertébrale, cette tumeur peut parfois comprimer les racines nerveuses et provoquer des douleurs. Et lors de l’ablation de la tumeur, il est médicalement recommandé de retirer également le DRG. Donc, si vous vous en souvenez, c’est là que se trouvent les neurones sensoriels. Et ce que nous avons fait, c'est encore une fois caractériser ces tissus. Et ce que nous avons observé, c'est qu'ici à gauche se trouvent tous les ligands qui ont été identifiés dans ces tissus.

[00:18:22] Et ici à droite en gris, vous avez les récepteurs présents dans les neurones. Ce qui suggère encore une fois que dans cette pathologie douloureuse, il existe une forte interaction entre d'autres types de cellules, tels que les cellules immunitaires et les neurones. Et enfin, je mentionnerai la neuropathie périphérique dont vous avez peut-être entendu parler. Mais il s’agit de l’une des complications les plus courantes du diabète et ses symptômes comprennent des douleurs, des sensations anormales et également des engourdissements.

[00:18:57] Donc, cela dépend beaucoup du patient. Et l’une des caractéristiques cliniques de la neuropathie diabétique est qu’elle affecte l’axone. Cela affecte donc les fibres nerveuses qui innervent les mains et les pieds. Et ceci est à nouveau pour une collaboration avec la Southwest Transplant Alliance et également avec UT Southwestern. Et ici, c'est une sorte de slide très compliqué et coloré. Mais fondamentalement, l’idée est que nous disposons de ces tissus provenant de patients ayant des antécédents de neuropathie diabétique. Et nous pouvons identifier quelles cellules sont présentes dans ces tissus.

[00:19:43] Comme vous pouvez le voir, il existe des nocicepteurs, des neurones et aussi des cellules immunitaires. Et en mettant en évidence les cellules immunitaires, nous pouvons voir que si vous voyez ici, nous pouvons voir qu'il existe des macrophages et des cellules T principalement au sein des populations de cellules immunitaires. Et curieusement, le contrôle. Ainsi, ceux-ci ont été récupérés auprès de donneurs d’organes qui n’avaient pas d’antécédents de neuropathie. Vous pouvez voir qu’il y a une augmentation de cette population ici. Donc, si vous remarquez, le numéro de chaque point correspond à une cellule. Ainsi, dans la neuropathie diabétique ou DPN, vous pouvez constater une augmentation de ces cellules. Et puis dans ce cluster ici, dans ce cercle bleu, vous pouvez voir qu'il y a une diminution par rapport aux contrôles. Cela suggère donc qu’il y a des changements dans les cellules immunitaires qui sont recrutées plus près des neurones dans certaines neuropathies.

[00:20:42] Et nous travaillons à identifier quelles sont ces populations spécifiques et quels ligands elles libèrent afin que nous puissions ensuite tester et voir si nous pouvons empêcher cela. Et voici quelques détails supplémentaires sur certains de ces gènes. Je vais juste souligner pour gagner du temps. Celui-ci ici CD163. Donc, ce gène est un marqueur pour les macrophages. Ainsi, vous pouvez voir que les macrophages sont particulièrement augmentés dans la neuropathie diabétique. Et lorsque nous examinons les gènes qui sont globalement modifiés, vous pouvez voir que de nombreuses voies sont impliquées.

[00:21:26] Mais ils sont surtout impliqués dans la libération de cytokines et de médiateurs inflammatoires qui peuvent alors sensibiliser les neurones et les activer pour transmettre la sensation douloureuse. Nous étudions également les nerfs périphériques. Donc, encore une fois, comme je l’ai dit, voici les nerfs qui innervent nos pieds. Nerf sural et nerf tibial en particulier. Et même dans ces échantillons, nous pouvons voir qu’il existe différents niveaux de dégâts. Voici donc un exemple de nerf présentant une maladie axonale normale. Ainsi, il contient un nombre normal de fibres nerveuses. Et voilà, vous pouvez le savoir grâce à ces formes rondes bleu foncé qui correspondent à la feuille de myéline autour des nerfs.

[00:22:19] Et puis dans la neuropathie, vous pouvez voir qu'il y a dans certains cas une perte axonale sévère, voire sévère. Et encore une fois, nous pouvons utiliser les technologies que j’ai mentionnées et caractériser les cellules qui y sont présentes. On peut aussi regarder les molécules qui sont exprimées. Donc, ici, vous pouvez voir qu'il y a une augmentation, donc ces couleurs brunâtres et jaune ambre, vous pouvez voir qu'il y a une augmentation des marqueurs de cellules immunitaires dans les nerfs qui ont entraîné une augmentation de lésions nerveuses graves.

[00:22:59] Et puis en conclusion, je dirai simplement que la transcriptomique est l'étude des gènes qui sont présents dans les tissus. Ces technologies nous permettent de caractériser moléculairement les tissus impliqués dans la douleur. Et nous utilisons ces technologies pour caractériser les interactions potentielles entre les neurones et d’autres cellules présentes dans les tissus. Et nous identifions des différences entre espèces dans la transcriptomisation des neurones et des cellules immunitaires.

[00:23:32] Et comme je l'ai mentionné, nous espérons que ces ensembles de données pourront constituer une ressource clé pour faciliter la traduction des cibles qui ont été découvertes dans des modèles animaux et pourront également être utilisées pour améliorer les modèles existants. Et sur ce, je vais juste remercier, voici donc notre équipe de l'UT Dallas et nos collaborateurs. Encore une fois, nous sommes très reconnaissants envers tous les donneurs d'organes et les patients qui contribuent à notre recherche, car sans eux, nous ne pouvons pas y parvenir. Et si vous avez des questions, je serai ravi de les remercier.

[00: 24: 26] Membre du public 1 : Je n'ai pas de proprioception et je manque de sensation de toucher mais j'ai le toucher léger. Donc, vous parliez d’ARN et de ces choses-là. Êtes-vous simplement préoccupé par le développement de médicaments pour aider à traiter la douleur neuropathique ou même potentiellement par la restauration, comme les cellules proprioceptrices, qui aideraient à restaurer la sensation de toucher ?

[00: 24: 52] Dre Diana Tavares : Oui, c'est une excellente question. Nous nous concentrons donc évidemment principalement sur les nocicepteurs et développons de nouvelles cibles pour le traitement de la douleur. Mais je pense que ces technologies que j'ai décrites peuvent également aider à étudier comment la proprioception se perd chez les personnes et les patients qui n'en disposent pas. Et donc je pense qu’il pourrait également être utile d’appliquer ces technologies à l’étude de cela.

[00: 25: 29] Membre du public 1 : Ce serait vraiment un soutien, merci.

[00: 25: 30] Dre Diana Tavares : Ouais, je pense que c'est le cas, je dirai que je ne pense pas que ce soit impossible. Je pense qu'il y a beaucoup de travail à faire, mais oui, j'espère qu'un jour.