Un cancer du sein invasif forme préférentiellement des métastases osseuses menant à des épisodes de douleur sévère. Pour soulager cette douleur chronique, le traitement de choix actuel demeure la morphine malgré ses effets secondaires induits par la prise de fortes doses. Le développement de modèles animaux de douleur osseuse cancéreuse a permis d'améliorer notre compréhension de cette physiopathologie, favorisant ainsi la découverte de traitements alternatifs. Le premier objectif de ma Thèse a donc consisté à développer un modèle animal de douleur cancéreuse mimant les douleurs induites par les métastases osseuses. Ce nouveau modèle est basé sur l'injection de cellules syngéniques du cancer du sein métastatique (E0771) au niveau du fémur de souris C57BL/6. Nous avons tout d'abord mis en évidence le caractère invasif et hormono-dépendant des E0771 in vitro et in vivo en observant l'expression de MMP9 et d'ER[alpha]. Par la suite, nous avons suivi l'impact de la croissance tumorale sur le remodelage osseux, l'évolution de la douleur et la plasticité neuronale. Dès le 11ème jour post-implantation, l'analyse par Faxitron, microtomographie et IRM révèle la présence d'une destruction de la matrice osseuse. Ce remodelage osseux progresse jusqu'au jour 18 et conduit à l'apparition de douleur chez les souris porteuses d'une tumeur osseuse. Cette douleur s'est manifestée sous forme d'allodynie mécanique, de douleur ambulatoire induite par le mouvement forcé et d'inconfort ambulatoire entre les jours 11 et 18. L'apparition de cette douleur corrèle avec une augmentation de l'activité neuronale au niveau spinal. La seconde partie de ma Thèse a consisté à examiner le potentiel analgésique d'agonistes neurotensinergiques injectés par voie intrathécale sur la douleur osseuse cancéreuse. Dans un premier temps, nous avons étudié les effets d'agonistes des récepteurs NTS1 et NTS2 sur la douleur persistante lors du test à la formaline. Nous avons ainsi pu démontrer que l'injection de 10 [micro]g/kg de PD149163 (agoniste sélectif NTS1) ou de 30 [micro]g/kg de JMV-431 (agoniste sélectif NTS2) induisait une réponse analgésique puissante. Ces mêmes analogues ont alors été testés sur des souris sauvages ou invalidées pour NTS1 ou NTS2, développant un cancer osseux métastatique. Les résultats obtenus indiquent que NTS1 et NTS2 ne semblent pas être impliqués dans la dégradation osseuse observée suite à l'injection des E0771. En revanche, l'activation de ces récepteurs réduit la douleur induite par la tumeur osseuse. Le PD149163 diminue l'allodynie mécanique, cependant ses effets secondaires locomoteurs limitent son efficacité analgésique. Pour sa part, le JMV-431 réduit l'allodynie mécanique et la douleur induite par le mouvement forcé. Les résultats obtenus avec les souris invalidées pour NTS1 ou NTS2 corrèlent avec les résultats observés avec les agonistes ou ont démontré l'implication possible de systèmes compensatoires. En conclusion, notre modèle reflète davantage la réalité clinique par l'utilisation de cellules syngéniques du cancer du sein et le récepteur NTS2 se révèle être une cible potentielle pour soulager la douleur cancéreuse osseuse.

Dans le présent travail, le rôle de la glie dans l’expression de la douleur cancéreuse et de la douleur neuropathique a été étudié de façon comparative. Le modèle animal de douleur cancéreuse a été obtenu par injection osseuse dans le tibia, chez la rate Sprague-Dawley, de cellules de carcinome mammaire de type MRMT-1. Le modèle de douleur neuropathique a été obtenu chez le rat Wistar par ligature des nerfs spinaux L5 et L6. Les données obtenues par l’analyse du comportement douloureux en réponse à la stimulation par des filaments de von Frey ont permis de quantifier l’allodynie et l’hyperalgésie mécaniques statiques. La douleur chronique, hors stimulation nociceptive, a été mesurée à l’aide d’un test d’impotence. Les agents pharmacologiques ont été administrés par voie intrapéritonéale ou par voie intrathécale, à l’aide d’un cathéter implanté de façon chronique. L’analyse des comportements nociceptifs après stimulation par filaments de von Frey montre que l’inhibition fonctionnelle transitoire de la glie spinale par le fluorocitrate est sans effet sur la douleur dans les deux modèles. Dans les deux modèles, l’expression des réponses douloureuses dépend de l’activation des récepteurs NMDA spinaux. L’administration par voie intrathécale d’une seule dose de D-aminoacide oxydase, qui dégrade la D-sérine, co-agoniste endogène du récepteur NMDA, réduit l’allodynie et l’hyperalgésie chez les rats neuropathiques et l’allodynie chez les rats cancéreux. Les effets d’un traitement chronique par le fluoroacétate chez les rats neuropathiques sont réversés par l’administration intrathécale de D-sérine. La D-sérine altère légèrement le seuil nociceptif chez les rats cancéreux. Aucun des agents pharmacologiques utilisés ne réverse la réduction d’appui du membre lésé chez les rats cancéreux ou neuropathiques. Ces résultats montrent que, chez le rat, la douleur neuropathique comme la douleur osseuse cancéreuse dépend de la co-activation des récepteurs NMDA spinaux par un de ses ligands endogènes, la D-sérine, mais que seule la douleur neuropathique requiert une glie spinale fonctionnelle. Ils suggèrent donc un rôle différentiel de la glie dans la physiopathologie de ces deux types de douleur chronique / The present work has investigated the role of glia upon pain symptoms in a well established peripheral neuropathic pain model and a bone cancer pain model. The neuropathic pain model was obtained by right L5-L6 spinal nerve ligation in male Wistar rats. Bone cancer pain was induced by injecting MRMT-1 rat mammary gland carcinoma cells into the right tibia of Sprague-Dawley female rats. Mechanical allodynia and hyperalgesia were quantified using von Frey hairs and ambulatory incapacitance using dynamic weight bearing. Drugs were administered either acutely or chronically using osmotic pumps, through intrathecal catheters chronically implanted in experimental animals. Using von Frey hair stimuli, we found that transient inhibition of glia metabolism by intrathecal injection of fluorocitrate was ineffective in both models. In both models, pain symptoms required spinal NMDA receptor activation. Intrathecal administration of a single dose of D-aminoacid oxidase, which degrades D-serine, a co-agonist of NMDA receptors, reduced mechanical allodynia and hyperalgesia in neuropathic rats and allodynia in cancer rats. The effect of chronic fluoroacetate in neuropathic rats was reversed by acutely administered intrathecal D-serine, which had only a slight effect in cancer rats. None of these compounds altered the functional disability shown by neuropathic or cancer animals and measured by the dynamic weight bearing apparatus. These results show that neuropathic pain and cancer pains depend upon D-serine co-activation of spinal NMDA receptors but only neuropathic pain requires functional spinal cord glia in the rat. Glia may thus play different roles in the development and maintenance of chronic pain in these two situations.

Une personne sur trois sera diagnostiquée d'un cancer au cours de sa vie. Malgré les progrès importants dans le développement de traitements anti-cancéreux, de nombreux défis restent à relever pour les scientifiques. Certains des cancers les plus fréquents (sein, prostate, poumon) produisent souvent des métastases osseuses lorsqu'ils atteignent un stade avancé. En plus d'être associées à un pronostic pauvre, ces métastases provoquent chez les patients des douleurs qui figurent parmi les plus difficiles à traiter. Notre étude visait à développer un modèle animal qui serait le plus représentatif possible de la réalité clinique et ce, afin d'évaluer le potentiel de nouveaux traitements anti-douleurs. Nous avons donc mis au point un modèle d'injection de cellules mammaires syngéniques dans le fémur du rat. La tumeur s’est développée sur une période de 3 semaines et sa progression a été suivie à l'aide d’une évaluation comportementale et de différentes techniques d’imagerie (pCT, IRM et TEP). Nous avons pu détecter l'apparition de douleur à l'aide de plusieurs tests comportementaux à partir du jour 14 après l'implantation des cellules tumorales. L'imagerie par résonance magnétique nous a cependant permis de détecter l'apparition d'une tumeur dans la moelle osseuse à partir du jour 8 et la tomodensitométrie a permis de suivre la progression de la dégradation osseuse à partir de ce stade précoce. L’utilisation de divers traceurs de l'activité métabolique tumorale et osseuse en TEP a également permis d'analyser les effets du développement de la tumeur sur l’environnement osseux. Le volume de la tumeur et l'état de dégradation de l'os extraits de la prise d'image ont été corrélés aux niveaux de douleur mesurés chez les animaux. La mise en place de ces outils ouvre la voie à une évaluation améliorée du potentiel de traitements analgésiques ou anticancéreux dans ce modèle. Nous avons donc amorcé une étude portant sur la neurotensine et ses récepteurs NTS1 et NTS2. Nous avons pu observer que l’injection intrathécale de plusieurs analogues de la neurotensine a un bon potentiel analgésique dans notre modèle. Ces analogues et d'autres qui seront testés dans l'avenir pourraient représenter une avenue intéressante pouvant servir de complément aux thérapies actuelles. [symboles non conformes]