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L'excitotoxicité est un mécanisme pathologique qui résulte généralement du relargage massif de glutamate par les neurones en souffrance et qui conduit à la destruction des réseaux neuronaux ainsi qu'à des pertes cellulaires qui peuvent sévèrement impacter les fonctions cognitives et motrices. Au niveau du système nerveux central la séquence d'évènements qui supportent ce processus a bien été décrite et sert aujourd'hui de base au développement d'approches thérapeutiques ciblés pour limiter les conséquences du phénomène. Au niveau de l'oreille interne, les processus excitotoxiques pourraient également être impliqués dans différents types d'atteintes des fonctions auditives et vestibulaires tels que les traumas acoustiques, les surdités brusques, la neurite vestibulaire ou encore les vertiges d'origines ischémiques. Bien que les mécanismes moléculaires qui supportent ce type d'atteinte aient été bien explorés au niveau cochléaire, ils restent peu documentés au niveau du vestibule. De récentes études réalisées par notre équipe ont mis en évidence la participation des récepteurs du glutamate à la neurotransmission vestibulaire en conditions normales et ont également démontré les conséquences histologiques et fonctionnelles d'une atteinte excitotoxique du vestibule. Elles ont par ailleurs mis en évidence le fort potentiel de réparation spontané des synapses vestibulaires après déafférentation. Dans le présent travail de thèse, nous avons voulu identifier les effecteurs cellulaires qui contrôlent les phénomènes de déafférentation et de réafférentation. Dans ce but, nous avons mis au point un modèle d'étude original, qui permet un suivi histologique et fonctionnel de la séquence des évènements biologiques mis en jeu dans ces processus. En combinant des approches en immunohistochimie, microscopie électronique, électrophysiologie moléculaire et pharmacologie nous démontrons que les récepteurs glutamatergiques de types AMPA et NMDA sont tous deux impliqués dans les processus de déafférentation. Les récepteurs NMDA sont également essentiels au processus de réparation synaptique. Les résultats de ce travail apportent une nouvelle lumière sur le rôle des récepteurs du glutamate dans le processus de lésion/réparation des synapses vestibulaires. Cette nouvelle donne pourrait impacter directement sur les stratégies pharmacologiques de protection en cours de développement dans le domaine de la pathologie vestibulaire, mais également par extension à celui de la pathologie auditive. En outre le modèle de culture organotypique de tranche d'organe vestibulaire pourrait trouver application pour le screening de nouveaux composés à propriétés protectrices ou régénératrices. / Excitotoxicity is a pathological mechanism that usually results from the massive release of glutamate by suffering neurons and that leads to destruction of neural networks as well as cell losses that may severely impact cognitive and motor functions. In the central nervous system the sequence of events that supports this process has been extensively studied and is now the basis for the development of targeted therapeutic approaches to limit the consequences of the phenomenon. In the inner ear, excitotoxic damages may also support in different types of auditory and vestibular disorders such as acoustic traumas, sudden hearing loss, vestibular neuritis or dizziness of ischemic origin. Though the molecular mechanisms that support this type of injury have been well explored at cochlear level, they remain poorly documented in the vestibule. Recent studies by our team have confirmed the involvement of glutamate receptors in the vestibular calyx neurotransmission in normal conditions and also showed histological and functional consequences of excitotoxic damage in the vestibule. They also revealed the potential for spontaneous repair of the vestibular synapses after deafferentation. In present thesis, we aimed at identifying the cellular effectors that control the phenomena of deafferentation and reafferentation. For this purpose, we developed an original study model, which allows tracking histological and functional assessment of biological events involved in these processes. By combining approaches in immunohistochemistry, electron microscopy, molecular electrophysiology and pharmacology we demonstrate that both AMPA and NMDA type glutamate receptors are mainly involved in the process of deafferentation. NMDA receptors are also essential for synaptic repair process. The results of this work provide a new light on the role of glutamate receptors in the process of injury / repair of vestibular synapses. The novel observations could directly impact on the ongoing pharmacological protection strategies in the field of the vestibular pathology, and by extension to that of the hearing pathology. In addition, the organotypic culture model of vestibular organ slices may find application for screening new compounds with protective or regenerative properties.

Migraine et névralgie du trijumeau sont deux douleurs céphaliques bien différentes, associées à des manifestations allodyniques. Reflétant une sensibilisation centrale, étudier l’allodynie permet de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans ces douleurs.- Dans le cas de la migraine: La céphalée est susceptible d’induire par son intensité et sa répétition des modifications profondes du fonctionnement cérébral, conduisant à l’amplification à la fois temporelle (chronicité) et spatiale (allodynie et hyperalgésie extracéphalique) de l’information nociceptive. Les modifications sont durables puisque l’hyperalgésie extra-trigéminale est constante chez le migraineux notamment en période intercritique. Cet état «préallodynique» permanent pourrait être attribuable à une facilitation tonique descendante des informations nociceptives afférentes au niveau de la corne dorsale. L’allodynie qui se développe préférentiellement au cours des crises seraient davantage liée à une altération de l’inhibition descendante corrélée à la fréquence des crises. La mise en jeu des mécanismes inhibiteurs descendant semble être modulable. L’altération des CIDN chez les migraineux est améliorée lorsque des antalgiques/traitements de crise de migraine sont régulièrement consommés. Le sevrage en antalgiques améliore la fréquence des crises mais engendre une re-dégradation des CIDN. L’abus joue donc un rôle promoteur des crises soit via un effet périphérique au niveau des afférences primaires, soit au niveau cortical, mais en tout cas, pas via une altération de la modulation inhibitrice descendante issues des structures du tronc cérébral. - Dans le cas de la névralgie du trijumeau, l’allodynie a des caractéristiques différentes puisqu’elle est très localisée, paroxystique, mécanique et dynamique. Néanmoins la mise en évidence d’une allodynie à tous les modes diffuse au niveau céphalique fait évoque l’existence d’une sensibilisation centrale dans la névralgie du trijumeau. La corrélation qui existe entre abaissement des seuils et nombre de désafférentations d’origine dentaire,amène à envisager que les lésions répétées au niveau des fibres de type C, est à même d’induire des modifications plastiques au niveau de la corne dorsale du sous noyau caudal, permettant alors aux fibres myélinisées de gros calibres, d’accéder aux voies de la nociception, notamment les couches superficielles.Ce facteur serait prédisposant mais pas en lui même un facteur causal suffisant. Une compression nerveuse est plus souvent retrouvée du coté douloureux mais ne semble pas non plus à elle un facteur suffisant pour générer la douleur. La compression nerveuse pourrait contribuer à la pathologie soit via une aggravation de la déafférentation, notamment au niveau des fibres A, soit via un rôle générateur local de potentiels d’action au niveau de ces fibres de gros calibre, ce qui expliquerait qui plus est la disparition très rapide, parfois quasi immédiate de la douleur lorsque les patients subissent une micro-décompression vasculaire. / Migraine and trigeminal neuralgia are two separate cephalic pain characterized by allodynia. Allodynia is of intense interest because it is a way to explore mechanism of pain. Then our work helps to better understanding pathophysiology of these two pain cephalic diseases. -In migraine: During attacks, cutaneous allodynia can extend outside the head involving mosthly thermal modalities. In between attack migraine patients are also characterized by greater extracephalic temporal pain summation and hyperalgesia unrelative to headache frequency or medication intake. Extratrigeminal hyperalgesia and allodynia may be consequence of central sensitization of spinal dorsal horn neurol in relation to tonic descending facilitation of pain. Migraine patients have also impairment of DNIC but in opposite to pain facilitation, DNIC magnitude is changed by several conditions. Loss of DNIC may be driven by repetition of headache and could lead to allodynia extension during attacks. Medication overuse also improves migraine-induced DNIC impairment. Since improvement of DNIC is not able to offset central sensitization, pain facilitation and descending inhibitory input involve two separate and independent ways. Moreover medication overuse may promote the increasing of headache frequency acting on others brain structures than descending pain inhibition. - In trigeminal neuralgia: our current findings promote the possibility that small fibers lesions due to dental deafferentation are predisposing factors for classical trigeminal neuralgia. Patients with CTN have bilateral trigeminal pain hypersensitivity over the trigeminal region, suggesting a central sensitization process. The relationship between pain thresholds and number of dental deafferentations suggest a role of the peripheral input as a driving factor for inducing sensitization. This may have clinical implications in term of the spreading symptomatology, and may promote the development of pain symptoms. In contrast, as for the NVC, the dental deafferentation is only one of several (unknown) conditions that are necessary but not sufficient for trigeminal neuralgia. Even compression could be an aggravating factor of axonal damages; neurovascular contact could be a triggerpromoting excitability of healthy large myelinated fibers.