Thèse Validation d'Une Approche Génétique Intersectionnelle pour Étudier le Rôle dans la Douleur d'Une Sous-Population Nouvellement Identifiée d'Interneurones Somatostatines Exprimant le Récepteur H/F - 33

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé
Laboratoire de recherche : Institut des Maladies Neurodégénératives
Direction de la thèse : Marc LANDRY ORCID 000000033936324X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

La douleur chronique est un problème de santé publique majeur qui est mal traité, en grande partie parce que ses mécanismes cérébraux sous-jacents, en particulier ceux qui relient la douleur à des comorbidités émotionnelles telles que l'anxiété et la dépression, restent mal compris. Le cortex cingulaire antérieur (CCA) joue un rôle clé dans le traitement de la douleur et les états affectifs. Des travaux récents menés par les équipes hôtes ont mis en évidence un puissant rôle antinociceptif du système peptidergique relaxine-3/RXFP3 au sein du CCA dans des modèles murins de douleur inflammatoire persistante.

Ce projet vise à élucider les mécanismes cellulaires et circuitaires par lesquels les interneurones exprimant le RXFP3 dans le CCA régulent la douleur. Les données neuroanatomiques indiquent que le RXFP3 est presque exclusivement exprimé dans une sous-population spécifique d'interneurones inhibiteurs de la somatostatine (SOM). Cependant, les approches génétiques conventionnelles manquent de spécificité suffisante en raison d'une expression ectopique au cours du développement. Pour surmonter cette limitation, le projet utilise une stratégie génétique intersectionnelle innovante combinant les recombinases Cre et FlpO afin de cibler sélectivement les interneurones SOM/RXFP3 adultes.

Le premier objectif est de générer et de valider une lignée de souris doublement transgéniques (SOM-FlpO × RXFP3-Cre) qui permet un marquage et une manipulation précis de cette sous-population neuronale sans altérer la nociception de base ou la sensibilisation à la douleur. La spécificité et la fonctionnalité des récepteurs seront vérifiées à l'aide de rapporteurs viraux, de RNAscope, d'imagerie calcique et de tests comportementaux de la douleur.

La deuxième phase consiste à étudier comment la douleur inflammatoire persistante induit une plasticité dans les neurones SOM/RXFP3. Les changements morphologiques (architecture neuronale et entrées synaptiques) seront évalués à l'aide de l'imagerie confocale et d'analyses quantitatives en 3D, tandis que la plasticité fonctionnelle sera examinée par imagerie calcique in vivo chez des souris en liberté et par enregistrements patch-clamp ex vivo sur cellules entières. Ces expériences permettront de déterminer comment l'excitabilité neuronale, la transmission synaptique et l'activité du réseau sont modifiées dans des conditions douloureuses et modulées par l'activation du RXFP3.

La phase finale explore le rôle fonctionnel des neurones SOM/RXFP3 dans le contrôle de la douleur. Le traçage transsynaptique viral permettra de cartographier leur connectivité circuit et d'identifier une réorganisation potentielle dans le cadre d'une douleur chronique. L'inhibition optogénétique des neurones SOM/RXFP3 sera utilisée pour tester directement leur rôle causal dans la modulation des comportements nociceptifs dans des états de douleur contrôlée et inflammatoire.

Le travail sera réalisé au sein de l'équipe 'Mécanismes inflammatoires, douleurs, et signalisation purinergique' au sein de l'Institut des Maladies Neurodégénératives, IMN CNRS UMR 5293, situé dans le bâtiment Neurocampus - Broca-Nouvelle Aquitaine sur le campus de Carreire. Il sera dirigé par Marc Landry mais bénéficiera du soutien des autres membres de l'équipe qui apporteront leurs compétences dans des domaines complémentaires notamment en électrophysiologie et imagerie calcique (S. Sanchez-Sarasua, S. Escoffier et M. Hardel), biologie moléculaire (E. Boué-Grabot et Karine Massé), neuroanatomie (T. Dhellemmes).
Le projet de thèse sera complémentaire d'autres projets au sein de l'équipe qui portent sur les mécanismes inflammatoires dans la mise en place de ces conditions pathologiques.

L'objectif général de ce projet est d'identifier et de caractériser une population jusque-là méconnue d'interneurones inhibiteurs du cortex cingulaire antérieur (CCA) impliquée dans l'atténuation de la douleur chronique via le système peptidergique relaxine-3/RXFP3.

Plus précisément, le projet vise à :

1. Développer et valider un outil génétique hautement spécifique, en générant une lignée de souris double transgénique (SOM-FlpO × RXFP3-Cre) permettant de cibler sélectivement les interneurones somatostatine exprimant le récepteur RXFP3 dans le CCA adulte.

2. Confirmer l'identité anatomique et fonctionnelle des neurones SOM/RXFP3 du CCA, en vérifiant la spécificité du ciblage génétique, la fonctionnalité du récepteur RXFP3 et l'absence d'altération des comportements nociceptifs de base.

3. Déterminer l'impact de la douleur inflammatoire persistante sur les neurones SOM/RXFP3, en caractérisant leur plasticité morphologique, synaptique et physiologique dans des conditions de douleur chronique.

4. Définir l'organisation des circuits neuronaux impliquant les neurones SOM/RXFP3, en identifiant leurs cibles postsynaptiques et les éventuelles réorganisations des microcircuits du CCA induites par la douleur.

5. Établir le rôle causal des neurones SOM/RXFP3 dans la modulation de la douleur, en manipulant spécifiquement leur activité afin d'évaluer leurs effets sur les comportements nociceptifs en conditions physiologiques et pathologiques.

Ces objectifs visent à mettre en évidence un sous-circuit inhibiteur spécifique du CCA contrôlant la sensibilisation à la douleur et à préciser le rôle du système relaxine-3/RXFP3 dans la modulation corticale de la douleur chronique.

Le projet repose sur une approche intégrée combinant génétique intersectionnelle, neuroanatomie, imagerie fonctionnelle, électrophysiologie, traçage des circuits neuronaux et analyses comportementales de la douleur, chez la souris.

1. Génétique et stratégies virales
Génétique intersectionnelle Cre/FlpO : génération et utilisation d'une lignée de souris double transgénique (SOM-FlpO × RXFP3-Cre) afin de cibler spécifiquement les interneurones SOM exprimant RXFP3 dans le cortex cingulaire antérieur (CCA).
Vecteurs viraux AAV doublement dépendants Cre/FlpO pour l'expression sélective de :
-gènes rapporteurs (eGFP),
-indicateurs calciques (GCaMP6f / jGCaMP8f),
-outils optogénétiques inhibiteurs (Arch3.0),
-traceurs transsynaptiques (WGA).

2. Neuroanatomie et histologie
Immunohistochimie pour l'identification des marqueurs neuronaux (SOM, PV, VIP) et synaptiques (synaptophysine, gephyrine, Homer1a).
RNAscope multiplex pour la détection simultanée d'ARNm (RXFP3, SOM, PV).
Microscopie confocale haute résolution pour l'analyse :
-de la morphologie neuronale (arborisation dendritique, épines),
-des contacts synaptiques excitateur/inhibiteur.
-Analyses quantitatives 3D (ImageJ, Imaris, analyses de Sholl).

3. Imagerie fonctionnelle in vivo
Imagerie calcique in vivo chez la souris se comportant à l'aide d'une stratégie utilisant des miniscopes dans le cortex antérieur cingulaire. Enregistrement de l'activité des neurones SOM/RXFP3 en conditions basales, et en conditions de douleur inflammatoire persistante (modèle CFA). Les réponses neuronales à des stimulations nociceptives périphériques (von Frey, tests thermiques) seront enregistrées et analysées.

4. Électrophysiologie ex vivo
Enregistrements patch-clamp en tranches aiguës de cerveau (CCA) :mesure de l'excitabilité intrinsèque, propriétés des potentiels d'action, transmission synaptique excitatrice et inhibitrice (spontanée et miniature).
Comparaison entre souris témoins et souris en condition de douleur inflammatoire.

5. Traçage des circuits neuronaux
Traçage transsynaptique viral (WGA) pour identifier les neurones cibles postsynaptiques des neurones SOM/RXFP3. Caractérisation neurochimique de ces neurones cibles. Analyse de la réorganisation des projections en condition de douleur chronique.

6. Manipulation causale de l'activité neuronale
Optogénétique (Arch3.0) pour inhiber sélectivement l'activité des neurones SOM/RXFP3 in vivo et en évaluer l'impact sur la nociception. Tests de nociception mécanique (von Frey). Tests thermiques (plantar test, cold plate).