Dans une étude récente publiée dans PNASLes chercheurs ont examiné l’activité sélective des ligands du récepteur sigmoïde 2 (σ2R) ou de la protéine transmembranaire 97 (TMEM97) dans des modèles de douleur neuropathique chez la souris, leurs effets sur les neurones nociceptifs et le mécanisme d’action après 24 heures.
arrière-plan
La douleur neuropathique, une maladie chronique, représente un défi thérapeutique important en raison de l’efficacité limitée et des effets secondaires importants des médicaments actuels. Un nouveau médicament, le TMEM97, a été identifié comme un remède potentiel qui joue un rôle dans la signalisation du calcium, le transport du cholestérol et homéostasie. TMEM97 est associé à des maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné si les bienfaits antineuropathiques des ligands σ2R/TMEM97 étaient dus à leur liaison au σ2R/TMEM97, qui présente une activité antinociception dans des modèles animaux. Ils ont vérifié si l’utilisation ciblée de TMEM97 pouvait réduire la douleur en perturbant la réponse intégrée au stress (ISR), associée à la douleur neuropathique causée par des lésions nerveuses traumatiques, des maladies métaboliques et des maladies auto-immunes.
L’équipe a utilisé un modèle murin knock-out (KO) du gène TMEM97 et du ligand de liaison TMEM97 FEM-1689 pour étudier les associations causales possibles de σ2R/TMEM97 avec l’antinociception dans des modèles de douleur neuropathique chez la souris. Ils ont utilisé l’hybridation in situ RNAscope sur des ganglions de la racine dorsale humaine (DRG) provenant de donneurs d’organes pour examiner l’expression de σ2R/TMEM97 dans les nocicepteurs.
Les chercheurs ont développé le FEM-1689 sur la base de résultats favorables dans des modèles de douleur neuropathique traités avec UKH-1114. À l’aide d’une souris globale TMEM97 KO, ils ont examiné si les ligands σ2R/TMEM97 réduisaient l’hypersensibilité à la douleur en agissant sur σ2R/TMEM97. Ils ont traité des rats mâles et femelles de type sauvage et TMEM97KO avec des injections intraveineuses de FEM-1689 à 10 nM, 100 nM et 1 000,0 nM, correspondant à une liaison cible pendant 16 heures.
L’équipe a examiné si FEM-1689 bloquerait l’ISR dans les neurones DRG. Ils ont développé des neurones ganglionnaires de la racine dorsale de souris à partir d’animaux de type sauvage et TMEM97KO, ont administré du FEM-1689 pendant 16 heures et ont évalué les changements dans l’expression du facteur d’initiation eucaryote phosphorylé 2 (p-eIF2α) par immunocytochimie (ICC). Ils ont examiné la dynamique temporelle de la molécule FEM-1689 dans la réduction de l’expression de p-eIF2α. Ils ont administré 100 nM de FEM-1689 à des neurones DRG de souris de type sauvage pendant 0,5 heure, une heure, trois heures, six heures, 12 heures et 16 heures et ont mesuré l’immunoréactivité de p-eIF2α.
L’équipe a vérifié si des médicaments supplémentaires qui se lient à TMEM97 réduisaient la réponse intégrée au stress et si l’inhibition de l’ISR était spécifique aux régulateurs de TMEM97 qui améliorent l’antinociception. L’analyse informatique d’amarrage a révélé des interactions significatives des modulateurs FEM-1689 et SAS-0132 avec les sites de liaison étendus de TMEM97. Ils ont étudié si l’effet du composé FEM-1689 sur la réduction des niveaux de p-eIF2α pouvait réduire l’hypersensibilité mécanique dépendante de l’ISR et induite par le méthylglyoxal (MGO). Pour appliquer les résultats des études DRG sur souris à des individus, ils ont traité des cellules neuronales du ganglion de la racine dorsale humaine provenant de donneurs d’organes avec le ligand de liaison TMEM97 pendant 16 heures.
Résultats
FEM-1689 nécessite la présence du gène Tmem97 pour produire une antinociception dans le modèle de lésion nerveuse épargnée chez la souris. FEM-1689 a supprimé l’ISR et favorisé la croissance des neurites grâce à un effet spécifique de σ2R/TMEM97, réduisant ainsi l’expression de l’ISR et de p-eIF2α dans les neurones sensoriels humains et atténuant l’implication pathogène de l’ISR par MGO. Les nocicepteurs putatifs humains SCN10A positifs et les cellules gliales satellites expriment σ2R/TMEM97.
Les neurones DRG de souris et les cellules gliales satellites ont produit de l’acide ribonucléique messager (ARNm) Tmem97 d’une manière comparable au DRG humain. L’effet antinociceptif du FEM-1689 dans le modèle SNI était absent chez les souris TMEM97KO. Les résultats soutiennent le traitement ciblé de la douleur neuropathique avec σ2R/TMEM97. FEM-1689 était plus spécifique pour σ2R/TMEM97 que pour 40 protéines du SNC, à l’exception de σ1R et du transporteur de noradrénaline (NET).
Après une lésion nerveuse, les animaux TMEM97KO mâles et femelles et les animaux de type sauvage ont développé une hypersensibilité mécanique significative et persistante. Une dose accrue du ligand de liaison TMEM97, FEM-1689, a corrigé de manière significative l’hypersensibilité mécanique chez les souris de type sauvage mâles et femelles pendant quatre jours après un seul traitement. Cependant, FEM-1689 n’a pas réussi à réduire l’hypersensibilité mécanique chez les souris TMEM97KO, ce qui suggère que ses effets dépendaient de σ2R/TMEM97.
FEM-1689, un médicament qui a supprimé la réponse intégrée au stress dans les neurones DRG de souris, n’a provoqué aucun changement dans les niveaux de p-ACC ou dans l’activité de la voie AMPK-p-ACC dans les neurones DRG de souris en culture après 16 heures, ce qui suggère une voie antinociceptive claire. Les neurones TMEM97-KO présentaient des niveaux basaux de p-eIF2α inférieurs à ceux des neurones de type sauvage. ISRIB, un inhibiteur de l’ISR, réduit les niveaux de p-eIF2α chez les deux espèces. FEM-1689 a corrigé efficacement l’hypersensibilité à la douleur induite par MGO et dépendante de l’ISR dans les neurones sensoriels humains, soulignant le potentiel de développement de modulateurs TMEM97 pour la douleur neuropathique diabétique.
Les résultats de l’étude ont montré que le FEM-1689, un ligand σ2R/TMEM97, peut réduire la douleur de type neuropathique et bloquer l’ISR chez la souris. Cette influence nécessite une régulation directe de σ2R/TMEM97, et non de σ1R ou d’autres protéines ou récepteurs. FEM-1689 a inhibé la phosphorylation de eIF2α dans les ganglions de la racine dorsale humaine, réduisant ainsi les réponses au stress intégrées induites par le MGO. Le ciblage de TMEM97 peut réduire l’hypersensibilité mécanique chez les patients souffrant de douleur en réduisant l’ISR.