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Impact fonctionnel in vivo des hétéromères de récepteurs opioïdes mu et delta en conditions physiopathologiques.

Unité de Recherche

UPR 3212 - Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives (INCI)
5, rue Blaise Pascal, 67084 STRASBOURG

Équipe

Nom : douleur chronique: approche anatomo-fonctionnelle et traitement

Responsable : BARROT Michel - mbarrot@unistra.fr

Téléphone du responsable : 0388456633

Site web : Accéder au site

Composition de l'équipe :
- Chercheurs : 6
- ITA : 3
- Doctorants : 10
- Post-Docs : 0
- Autres : 3

Publications majeures de l'équipe relatives au sujet au cours des 3 dernières années (le cas échéant, 3 publications récentes du DT) :
1) Erbs E., Faget L., Scherrer G., Matifas A., Filliol D., Vonesch J.-L., Koch M., Kessler P., Hentsch D., Birling M.-C., Koutsourakis M., Vasseur L., Veinante P., Kieffer B.L. and Massotte D. (2015) « A mu-delta opioid receptor brain atlas reveals neuronal co-occurrence in subcortical networks.” Brain Structure and Function 220, 677-702.
2) Massotte D. « In vivo opioid receptor heteromerization : where do we stand ? » (2014) Br. J. Pharmacol doi: 10.1111/bph.12702


3) Yalcin I, Bohren Y, Waltisperger E, Sage-Ciocca D, Yin JC, Freund-Mercier MJ, Barrot M (2011) A time-dependent history of mood disorders in a murine model of neuropathic pain. Biol Psychiatry 70:946-953.

Concernant la thèse

Directeur de Thèse : MASSOTTE Dominique - d.massotte@unistra.fr

Téléphone : 0388456652

Co-encadrant : non

Co-tutelle : non

Co-Directeur : non

Concernant le sujet proposé :

Titre : Impact fonctionnel in vivo des hétéromères de récepteurs opioïdes mu et delta en conditions physiopathologiques.

Projet : Contexte : Les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont des protéines membranaires intégrales aux rôles physiologiques clés. Plusieurs pathologies leur sont associées et ils représentent la cible d’un tiers des médicaments commercialisés à ce jour. L’unité fonctionnelle des RCPGs de classe A, auxquels appartiennent les récepteurs opioïdes, est le monomère mais dans certains cas, deux récepteurs différents pourraient s’associer pour former un hétéromère aux propriétés fonctionnelles modifiées. La formation d’hétéromères est donc un mécanisme moléculaire qui pourrait être impliqué dans des pathologies telles que asthme, inflammation ou hypertension. Dans le système nerveux, elle pourrait contribuer au développement de dérèglements fonctionnels et de désordres psychiatriques. Les hétéromères sont donc de nouvelles cibles thérapeutiques désignées.
Le système opioïde joue un rôle modulateur dans le comportement affectif, la physiologie neuroendocrine et les fonctions autonomes. Les récepteurs mu sont aussi la cible première de drogues telles la morphine et l’héroïne. La prise chronique de ces substances induit tolérance et dépendance pour lesquelles une interaction fonctionnelle entre récepteurs mu et delta a été postulée. Les résultats obtenus en système hétérologue indiquent que la co-expression des récepteurs mu et delta affecte l’affinité des ligands et la signalisation. La formation d’hétéromères a été suggérée mais la démonstration in vivo de leur existence et impact fonctionnel demeure un défi majeur.
Nous avons généré des souris knock in doubles fluorescentes co-exprimant des récepteurs delta et mu fonctionnels, respectivement en fusion avec la protéine fluorescente verte eGFP ou la protéine fluorescente rouge mcherry. Ces animaux génétiquement modifiés permettent, pour la première fois, de visualiser directement les récepteurs endogènes avec une résolution subcellulaire. Nous avons récemment établi la cartographie des récepteurs dans le système nerveux et identifié les régions de co-localisation. Ces animaux représentent donc un outil original et sans précédent pour aborder in vivo l’existence d’hétéromères en testant le lien de causalité entre proximité physique et interactions fonctionnelles.

Projet : Le but de ce projet est d’établir si la co-expression in vivo des récepteurs mu et delta aboutit à la formation d’hétéromères ayant un impact sur la physiologie cellulaire et le comportement de l’animal. Il contribuera également à évaluer le potentiel de ces hétéromères en tant que nouvelle cible thérapeutique.
L’utilisation de tissus et/ou de cultures neuronales primaires de souris knock in doubles fluorescentes permettra (1) d’examiner la proximité physique in vivo au niveau spinal et supraspinal. Nous aborderons ensuite, dans les neurones co-exprimant les deux récepteurs, les modifications de signalisation et de trafic des récepteurs en réponse à une stimulation pharmacologique ou physiologique. Nous établirons (2) l’impact de la co-expression sur l’internalisation et le devenir intracellulaire des récepteurs, et (3) son influence sur la signalisation par les protéines G et la voie dépendante des β-arrestines. (4) Nous examinerons si un traitement chronique à la morphine modifie les propriétés de signalisation et/ou de trafic, en particulier l’export à la surface de la cellule, lorsque les récepteurs sont co-exprimés. (5) Nous examinerons au niveau comportemental l’impact fonctionnel de l’activation préférentielle des récepteurs mu-delta dans le cadre de la prise de drogues opiacées afin d’évaluer leur potentiel en tant que nouvelle cible thérapeutique (6) Finalement, nous déterminerons comment ce rôle est modulé en condition de douleur neuropathique.

Compétences souhaitées : L’étudiant(e) doit être motivé(e) par les neurosciences, doit avoir des connaissances en biologie moléculaire/cellulaire et/ou en pharmacologie et être intéressé(e) par le développement de modèles animaux et l’étude de la signalisation cellulaire et du trafic des récepteurs couplés aux protéines G.

Expertises qui seront acquises au cours de la formation : L’étudiant(e) acquerra diverses techniques d’imagerie cellulaire en microscopie de fluorescence. Il (elle) utilisera différents tests comportementaux et travaillera également ex vivo (cultures primaires neuronales et tranches vivantes de cerveau). Il (elle) aura aussi la possibilité de se familiariser avec la pharmacologie des récepteurs aux opioïdes. Il (elle) bénéficiera d’un environnement scientifique et technologique de qualité qui lui permettra de développer son potentiel de chercheur et ses capacités de communication.