Les canaux sodiques voltages dépendants sont responsables de la phase ascendante du potentiel d'action et jouent un rôle important dans l'initiation du potentiel d'action et de sa propagation dans les cellules excitables. Les canaux sodiques sont constitués d'une sous-unité a formant le pore, associée à plusieurs sous-unités p auxiliaire. La sous-unité a est formée de quatre domaines homologues (I-IV), chacun d'eux étant composé de six segments hydrophobiques (S1-S6). Seule la principale sous-unité a est nécessaire à l'expression fonctionnelle, mais les sous-unités p ont une action modulatrice sur la localisation et les propriétés fonctionnelles de la sous-unité a. Suite à des lésions du nerf, les neurones de ganglions dorsaux deviennent hyperexcitables. Les ganglions dorsaux expriment une combinaison de canaux sodiques de cinétique rapide sensibles à la TTX et de canaux de cinétique lente résistants à la TTX. Ces canaux jouent un rôle important dans la douleur chronique. Deux canaux sodiques distincts ont été clones à partir des ganglions dorsaux, Navl .7 et Nav1.8. Ils codent respectivement pour les canaux sensibles et résistants à la TTX. Même si Nav1.8 exprime bien dans les ovocytes de Xenopus laevis, les essais dans les lignées cellulaires de mammifères n'ont pas abouti. Matériels et Méthodes: Dans cette étude, nous avons recherché les déterminants de Nav1.8 dans les cellules de mammifères en utilisant une combinaison d'immunobuvardage et d'électrophysiologie. Résultats: Notre étude révèle que l'expression faible de Nav1.8 dans les cellules de mammifère est reliée à un défaut de trafficking qui emprisonne la protéine canal dans le réticulum endoplasmique. Si on incube les cellules tsA201 avec l'anesthésique local lidocaine, l'expression de Nav1.8 est considérablement augmentée. Les propriétés biophysiques du courant Nav1.8 exprimé dans un système d'expression hétérologue reproduisent celles de la composante du courant Na+ résistant à la TTX mesuré dans les neurones des ganglions dorsaux de rat. Conclusion: Nos résultats indiquent que la lidocaine, un bloqueur du canal sodique, agit comme un chaperon chimique qui stabilise le canal Nav1.8 dans sa conformation native et augmente donc le niveau d'expression de Nav1.8. / Voltage-gated sodium channels are responsible for the rising phase of action potentials. They play an important role in the initiation and propagation of action potential in excitable cells. Sodium channels consist of a pore-forming a subunit, associated with auxiliary p subunit. One a subunit consists of four homologous domains (I-IV), each composed of six hydrophobic segments (S1-S6). Dorsal root ganglion (DRG) neurons express a combination of rapidly gating TTX-sensitive and slowly gating TTX-resistant Na current. Two distinct Na channels have been cloned from the DRG that appear to account for the majority of this Na current. The Nav1.7 and Nav1.8 channels encode for rapidly inactivating TTX-sensitive and slowly inactivating TTX-resistant Na currents respectively. These two channels contribute significantly in pain pathways. Nav1.7 has a highly significant role in determining inflammatory pain thresholds, and Nav1.8 is the decisive role in maintaining the hypersensitivity of primary afferent neurons following nerve injuries. Although the cloned Nav1.8 expresses well in Xenopus oocytes, attempts the express the Nav1.8 channel in mammalian expression Systems have been met with limited success even in the presence of known sodium channel accessory p subunits. Methods: In this study we investigated the important determinants of Nav1.8 expression in mammalian cells using a combination of immunochemistry and patch-clamp technique. Results: Our study revealed that the low expression of Nav1.8 in mammalian cells is related to a trafficking defect that traps the channel protein in the endoplasmic reticulum. Incubating the tsA201 cells with the local anesthetic lidocaine dramatically enhances Nav1.8 expression. The biophysical properties of the heterologously expressed Nav1.8 current accurately reproduce those of the TTX-resistant component of Na current recorded from native DRG neurons. Conclusion: Our data indicates that lidocaine, a sodium channel blocker, can act as a chemical chaperone that stabilizes Nav1.8 channels in its native conformation therefore increases the expression of Nav1.8.

Les canaux sodiques dépendant du voltage jouent différents rôles dans la transmission des signaux nociceptifs. Ils participent notamment à la genèse et à la transmission de la douleur. De plus, leur modulation serait impliquée dans les douleurs pathologiques. L’objectif général de ma thèse était d’étudier les impacts de la modulation des canaux Na+ afin de comprendre les effets sur l’activité des neurones sensitifs. Cette recherche s’est orientée sur 3 axes principaux. Premièrement, nous avons étudié la synergie entre les canaux Na+ qui mènent aux différents profils électrophysiologiques des neurones. Nous avons observé que les différents canaux Na+ exprimés dans les neurones de petits diamètres des DRG confèrent des propriétés uniques à chacun des neurones. Le remodelage des canaux Na+ qui survient dans différents états pathologiques pourrait être responsable de l’hyperexcitabilité de ces neurones. Deuxièmement, nous avons exploré les effets du butamben sur les canaux sodiques. Cette molécule soulage les douleurs pathologiques liées au cancer durant plusieurs semaines sans effet secondaire. Nous avons observé que cette molécule inhibe efficacement les canaux Na+ exprimés dans les neurones périphériques expliquant partiellement ses effets anesthésiques. De plus, son affinité est plus grande pour les canaux présents au sein des neurones sensitifs périphériques (Nav1.7 et Nav1.8) que pour celui présent dans neurones moteurs (Nav1.6). Cette propriété participerait à la sélectivité du butamben pour l’anesthésie tout en limitant les effets secondaires. Finalement, nous avons étudié les effets sur les canaux Na+ de trois inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (SSRI) fréquemment utilisés pour traiter différentes douleurs pathologiques (fluoxétine, paroxétine et citalopram). Nous avons observé que les effets analgésiques de la paroxétine et de la fluoxétine pourraient en partie passer par l’inhibition des canaux Na+. C’est par ailleurs improbable pour le citalopram compte tenu de sa haute spécificité pour les transporteurs de la sérotonine. L’étude a permis une meilleure connaissance de l’impact des canaux Na+ sur l’excitabilité des neurones nociceptifs. Ces avancées permettent notamment de mieux appréhender les mécanismes soutenant l’effet anesthésique des molécules telles que les SSRI et le butamben. Finalement, ces connaissances apparaissent cruciales dans le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. / Voltage gated sodium channels (Na+ channel) play different roles in the transmission of nociceptive signals. They are partially responsible of the genesis and the transmission of the nociceptive action potentials. Moreover, their modulation could be involved in pathological pain. The aim of the study was to investigate the impact of the modulation of sodium channels to understand how it affects nociceptive peripheral neurons excitability. This research was conducted in three phase. First, we were interested in the synergy between the different Na+ channels leading to multiple electrophysiological profiles of neurons. We observed that the different Na+ channels expressed by the small dorsal root ganglion (DRG) neurons confer unique properties to these neurons. The remodeling which occurs in various pathological conditions may thus be responsible for the increased excitability of those neurons. Second, we explored the effects of butamben on sodium channels. This molecule relieves cancer pain for several weeks without side effects. We found that the drug effectively inhibits Na + channels expressed in peripheral neurons. This partially explains its anesthetic effects. Moreover, its affinity is greater for the channels present in peripheral sensory neurons (Nav1.7 and Nav1.8) than the one present in motor neurons (Nav1.6). This property contributes to the selectivity of butamben for analgesia and limits its secondary effects. Finally, we studied the effects on Na+ channels of three selective serotonin reuptake inhibitors (SSRI) commonly used in the treatment of various pathological pains (fluoxetine, paroxetine and citalopram). We observed that paroxetine and fluoxetine may partially contribute to the analgesia through the inhibition of Na+ channels. Citalopram is unlikely to provide anesthesia through this mechanism as it is very selective for serotonin transporter. The study provides a better understanding of the impact of Na+ channels on neuronal excitability of nociceptive neurons. These advances contribute to a better understanding of the mechanisms leading to anesthesia by drugs such as SSRIs and butamben. In conclusion, these findings bring fundamental knowledge in the development of new therapeutic strategies.