Une enquête sur la différence entre les cellules nerveuses humaines et les cellules animales a fourni aux chercheurs du Center for Advanced Pain Studies (CAPS) de l’Université du Texas à Dallas des indices importants dans la recherche de traitements plus efficaces contre la douleur chronique.
Le Dr Ted Price BS’97, professeur Ashbel Smith de neurosciences à l’École des sciences du comportement et du cerveau (BBS) et directeur du CAPS, dirige une équipe qui analyse les origines de la façon dont la douleur est générée par les nocicepteurs – ; cellules nerveuses sensibles à la douleur – ; dans les neurones des ganglions de la racine dorsale (DRG) humains. Price est co-auteur correspondant d’une étude, présentée sur la couverture du numéro du 16 février de Médecine translationnelle scientifique, qui trace la gamme complète des brins d’ARN messager (ARNm) – ; un groupement appelé le transcriptome – ; produit dans ces cellules.
Étant donné que l’ARNm est une copie simple brin d’un gène qui peut être traduit en protéine, les résultats permettent aux neuroscientifiques de mieux comprendre quels gènes sont exprimés dans les neurones DRG. L’étude renforce également la valeur de l’étude des tissus humains – ; par opposition aux cellules animales – ; dans la recherche de traitements contre la douleur.
Les neurones DRG sont des cellules nerveuses spécialisées regroupées près de la base de la colonne vertébrale. Très peu de travaux ont été effectués auparavant avec ces cellules humaines en raison de la rareté de leur disponibilité pour la recherche.
Nous sommes l’un des rares groupes du pays à avoir accès à des tissus DRG de donneurs humains acquis spécifiquement pour la recherche. »
Stephanie Shiers PhD’19, chercheuse en neurosciences et co-première auteure de l’article
Les recherches antérieures de Shiers ont démontré en termes généraux qu’il existe des différences significatives entre les nocicepteurs chez les souris et les humains. Ce travail a expliqué pourquoi les traitements de la douleur proposés qui réussissent chez les souris échouent chez les humains.
« Ce document est la prochaine étape, démontrant clairement l’ampleur profonde de ces différences », a déclaré Price. « Tout un ensemble de nocicepteurs que de nombreuses personnes étudient chez la souris ne se trouvent tout simplement pas chez l’homme. Il existe des sous-types chez l’homme qui n’existent même pas chez les primates non humains.
« Ce n’est pas que nous devrions abandonner tous les modèles de douleur non humains existants. Mais certains sont vraiment bons, tandis que d’autres ne le sont pas, selon ce que vous voulez étudier. En ce qui concerne cet aspect de la douleur, notre travail montre lequel est lequel. «
Pour profiler toute l’activité génique dans un échantillon de tissu DRG, l’équipe de recherche a utilisé une technique avancée appelée transcriptomique spatiale, qui a des capacités améliorées par rapport au séquençage d’ARN unicellulaire.
« Il est rare d’avoir accès à la fois aux tissus humains que nous avons utilisés et à la technologie », a déclaré le Dr Diana Tavares-Ferreira, également co-première et co-auteure correspondante de l’étude et boursière CAPS. « La transcriptomique spatiale permet de s’affranchir de la grande taille de ces neurones et de voir avec une certaine certitude où et comment un gène s’exprime dans les nocicepteurs humains.
« Notre objectif principal était de caractériser entièrement l’ensemble du transcriptome des neurones DRG humains, car une grande partie du travail qui a été fait pour trouver de nouvelles cibles thérapeutiques contre la douleur l’a été chez la souris. Nos résultats aident à clarifier pourquoi ces efforts ont du mal à produire des résultats.
En décrivant les types de neurones présents dans les DRG humains et en détaillant leur expression génique, l’équipe a une bien meilleure image des fonctions physiologiques de chaque gène, a déclaré Price.
« Avec cette connaissance, non seulement n’importe qui peut utiliser nos données pour rechercher des cibles médicamenteuses qu’il n’aurait pas pu rechercher auparavant, mais dans certains cas, nous n’avons plus du tout besoin d’utiliser les souris maintenant. Nous pouvons utiliser les informations humaines, » il a dit.
Price a qualifié la suppression de cette dépendance à l’égard des modèles animaux de « changement fondamental », car elle permet aux scientifiques d’explorer comment n’importe quel type de cellule pourrait interagir avec n’importe quel neurone du système nerveux périphérique humain.
« Nous sommes maintenant en mesure d’aborder le développement de thérapies contre la douleur d’une manière plus spécifique et de réfléchir à la façon dont la douleur chronique survient chez les gens d’une manière différente », a déclaré Price. « J’espère que nos découvertes pourront changer la façon dont les gens font de la recherche dans notre domaine. C’est une feuille de route que nous utiliserons, et que d’autres sont invités à suivre. »
