Étude sur le mécanisme d’inhibition de la douleur neuropathique par l’ARN circulaire GRIN2B

Contexte

La douleur neuropathique est une douleur persistante causée par des lésions du système nerveux somatosensoriel, dont l’étiologie n’est pas encore totalement élucidée et dont le traitement clinique est difficile. Compte tenu de la complexité de la douleur neuropathique, il est urgent de révéler ses mécanismes moléculaires pathogènes afin de trouver des stratégies d’intervention précoce et des cibles médicamenteuses efficaces. Dans des études antérieures, le canal potassique dépendant du sodium Slick (dont le gène cible est une séquence génétique similaire au canal potassique à conductance intermédiaire) s’est avéré jouer un rôle important dans la régulation de la perception de la douleur et de la réponse inflammatoire. Néanmoins, le rôle spécifique des ARN circulaires (circRNA) dans la douleur neuropathique n’est pas encore totalement clair.

Des recherches liées au canal Slick ont montré que NF-κB est un facteur promoteur clé dans la régulation de la transcription du gène Slick. En même temps, les circRNA, avec leurs caractéristiques de structure stable, d’expression abondante, de spécificité tissulaire et de stade de développement, sont progressivement devenus des biomarqueurs moléculaires potentiels et des cibles thérapeutiques. Par conséquent, l’objectif de cette étude est d’explorer la fonction biologique de circGRIN2B dans la douleur neuropathique et ses mécanismes moléculaires possibles.

Source de l’étude

Cet article a été rédigé par Kun Wang, Zicong Shen, Xin Peng, Xiaotao Wu et Lu Mao, entre autres chercheurs, affiliés respectivement à l’École de médecine de l’Université du Sud-Est, à l’Hôpital Zhongda affilié à l’Université du Sud-Est et à l’École de génie biomédical et d’informatique de l’Université médicale de Nanjing, tous situés à Nanjing, en Chine. L’article a été publié dans “Neuromolecular Medicine” en 2024.

Processus de recherche

Les sujets de l’étude comprenaient des rats mâles Sprague-Dawley âgés de deux mois et pesant 230-250 grammes. Un modèle de lésion par compression chronique (CCI) a été établi selon la méthode de Xie (1988) pour simuler la douleur neuropathique. Les rats expérimentaux ont été divisés au hasard en six groupes (six par groupe) : groupe contrôle + NC (solution saline physiologique comme contrôle négatif), groupe contrôle + OE-circGRIN2B (surexpression de circGRIN2B), groupe contrôle + sh-circGRIN2B (inhibition de l’expression de circGRIN2B), groupe CCI + NC, groupe CCI + OE-circGRIN2B et groupe CCI + sh-circGRIN2B. Un cathéter a été implanté avec succès par ponction lombaire, suivi d’injections de médicaments. Pour étudier la fonction biologique de circGRIN2B, diverses expériences ont été conçues, notamment l’hybridation in situ en fluorescence, la technique du patch-clamp sur cellule entière, la PCR quantitative en temps réel, le Western blot, l’immunofluorescence, le pull-down d’ARN, l’analyse par spectrométrie de masse, l’immunoprécipitation d’ARN (RIP), le test ELISA, etc.

Hybridation in situ en fluorescence (FISH)

L’expression de circGRIN2B dans les neurones des ganglions rachidiens dorsaux (DRG) de rat a été observée au microscope à fluorescence, montrant que le peptide lié au gène de la calmoduline (CGRP) était également exprimé positivement dans les neurones colorés pour circGRIN2B.

Technique du patch-clamp sur cellule entière

Des enregistrements électrophysiologiques ont été effectués sur des neurones DRG traités différemment (type sauvage et knock-out circGRIN2B), montrant une réduction significative du courant potassique total (I_K) avec des incréments de 20mV après le knock-out de circGRIN2B, suggérant que le knock-out de circGRIN2B pourrait promouvoir l’excitabilité neuronale.

PCR quantitative en temps réel et Western blot

Les analyses RT-qPCR et Western blot ont révélé que seule la réduction de circGRIN2B diminuait significativement l’expression de la protéine et du gène du canal Slick, suggérant que circGRIN2B pourrait affecter l’excitabilité des neurones DRG en régulant le niveau de Slick.

Pull-down d’ARN et analyse par spectrométrie de masse

Des expériences de pull-down d’ARN ont été réalisées avec des sondes biotinylées, et la coloration à l’argent et l’analyse par spectrométrie de masse ont montré que la protéine liée à circGRIN2B était p65, confirmant une interaction directe entre circGRIN2B et le composant principal de NF-κB, p65.

Immunoprécipitation d’ARN (RIP) et ELISA

La liaison entre circGRIN2B et p65 a été vérifiée par RIP. Les résultats ELISA ont montré que, par rapport au groupe CCI + NC, les niveaux de protéines des facteurs inflammatoires (IL-1β, IL-6, TNF-α) étaient significativement augmentés dans le groupe CCI + sh-circGRIN2B et significativement diminués dans le groupe CCI + OE-circGRIN2B, indiquant que circGRIN2B pourrait être impliqué dans le processus de douleur neuropathique en médiant les niveaux de cytokines inflammatoires.

Principaux résultats

1. Validation de l’expression de circGRIN2B dans les neurones DRG et de sa translocation du cytoplasme vers le noyau sous stimulation par IL-1β.
2. Découverte que la réduction de circGRIN2B diminue significativement le courant potassique sortant activé par le sodium, augmentant ainsi l’excitabilité neuronale.
3. Confirmation par des expériences de pull-down d’ARN et de RIP que circGRIN2B interagit directement avec NF-κB p65 et favorise l’expression du gène Slick.
4. Les études sur le modèle de rat CCI ont montré qu’une expression accrue de circGRIN2B soulageait significativement l’hyperalgésie mécanique et thermique tout en réduisant les niveaux de facteurs inflammatoires.
5. NF-κB se lie au promoteur de Slick dans les tissus DRG, régulant son expression, confirmant indirectement que circGRIN2B régule Slick via NF-κB.

Conclusion

Cette étude révèle le mécanisme par lequel circGRIN2B inhibe la douleur neuropathique en interagissant avec NF-κB p65 pour réguler l’expression de Slick. Cette découverte suggère que la voie circGRIN2B/NF-κB/Slick pourrait être une nouvelle stratégie thérapeutique, dont l’intervention pourrait ouvrir de nouvelles voies pour un traitement efficace de la douleur neuropathique.

Signification de l’étude

Cette étude constitue une percée majeure dans la recherche sur les mécanismes moléculaires de la douleur neuropathique, fournissant des cibles potentielles pour de nouvelles approches thérapeutiques. L’analyse approfondie du mécanisme d’action de circGRIN2B dans les neurones DRG fournit une base théorique et expérimentale importante pour l’utilisation future des circRNA dans le traitement de la douleur neuropathique.

Remerciements et contributions

Les auteurs remercient tous ceux qui ont participé à la conception, à la préparation des matériaux, à la collecte et à l’analyse des données, et mentionnent que cette étude a été soutenue par le Fonds national des sciences naturelles (numéro : 81902252).

Cet article a une valeur académique et une signification clinique importantes pour comprendre le rôle des circRNA dans la douleur neuropathique, contribuant au développement futur de traitements plus ciblés et plus efficaces pour la douleur neuropathique.