Des scientifiques découvrent une nouvelle voie moléculaire impliquée dans la sensation de température et de douleur

Dans une nouvelle étude, publiée le 28 juin 2011 à Communications Nature, les chercheurs du Scripps Research Institute ont reconnu une nouvelle voie moléculaire remarquable dans les cellules de la peau qui intervient dans la cicatrisation et la communication sensorielle.
Les scientifiques ont identifié la capacité des cellules de la peau à produire de l'oxyde nitrique via un mécanisme indépendant de l'oxygène, dont on pensait auparavant qu'elles ne se produisaient qu'à l'extérieur des cellules. L'oxyde nitrique est une molécule de signalisation qui joue un rôle important dans la détection de la température et la guérison des plaies corporelles. Il joue également un rôle de neurotransmetteur dans le cerveau.
Ardem Patapoutian, professeur au Dorris Neuroscience Center de Scripps Research et auteur principal de l'étude, a déclaré:

"Ce procédé de production d'oxyde nitrique pourrait s'avérer crucial en clinique." "Le processus habituel de production d'oxyde nitrique nécessite de l'oxygène, donc les médicaments ciblant ce processus risquent de ne pas fonctionner lorsque la disponibilité d'oxygène est faible."

Étudier la biologie de la sensation

La biologie moléculaire des voies sensorielles cutanées est le principal objectif du laboratoire où le Dr Patapoutian consacre la majeure partie de son temps à la recherche. Les extrémités nerveuses contiennent de nombreux récepteurs de détection de stimulus qui sont généralement les points de départ de ces voies sensorielles. Une telle classe de récepteurs est le TRPV (vanilloid receptor vanilloid potential), qui nous permet de percevoir divers stimuli liés à la température et à la douleur. Bien que les récepteurs TRPV soient de divers types, ce sont les récepteurs TRPV3 qui sont importants dans la présente étude. En plus d'être trouvés sur les cellules nerveuses et les terminaisons nerveuses, ils se trouvent également sur les cellules cutanées externes appelées kératinocytes.
Les récepteurs TRPV3 semblent être responsables de la perception de la chaleur, car les souris élevées sans elles ne présentent pas une sensibilité normale à des stimuli modérément chauds. Cela a été publié en 2005 par le laboratoire de Patapoutian dans la revue Science.
Patapoutian a dit:

"Ce résultat et les résultats antérieurs nous ont fait penser que les kératinocytes exprimant TRPV3 sont en quelque sorte impliqués dans l’envoi de signaux thermosensibles à des extrémités nerveuses locales."

Dans l'étude actuelle, Patapoutian et al ont prouvé que l'oxyde nitrique est produit par les cellules cutanées externes lors de l'activation des récepteurs TRPV3. Cela suggère fortement que l’oxyde nitrique agit comme porteur de signaux thermosensoriels des cellules de la peau vers les extrémités nerveuses voisines.
Miyamoto, étudiant diplômé de Patapoutian et premier auteur de l'étude, a déclaré:

"L'oxyde nitrique était en tête de notre liste de possibilités car il est connu pour être produit dans les kératinocytes lorsqu'ils sont chauffés."

Un résultat surprenant

Lors de l'application de substances connues pour activer le TRPV3 sur des cellules de peau de souris en culture, Miyamoto a constaté une augmentation appréciable de leur production d'oxyde nitrique.
Il a dit:

"La surprise était que je ne pouvais pas trouver la preuve que l'oxyde nitrique était produit de manière normale, avec des enzymes nitro-oxyde synthase (NOS). Les kératinocytes se sont avérés produire de l'oxyde nitrique par un processus différent, qui est connu pour se produisent dans la salive et d'autres fluides corporels, mais n'ont pas encore été observés dans les cellules. "

Notre corps reçoit des nitrites de la nourriture que nous mangeons et leur élimination entraîne la production d'oxyde nitrique. C'est le mécanisme alternatif de production d'oxyde nitrique dans le corps sans l'utilisation d'enzymes NOS. Miyamoto a confirmé ce mécanisme en privant les cellules de peau cultivées de nitrites, ce qui a entraîné la cessation immédiate de leur production d'oxyde nitrique déclenchée par TRPV3.
Pour s'assurer que les nitrites ont joué un rôle clé dans cette voie, Miyamoto a comparé les souris élevées sans TRPV3 - qui ne distinguent pas deux températures chaudes inoffensives différentes - de celles ne comportant aucun régime sans nitrite. Il a dit: "Le comportement des souris sans nitrite était fondamentalement le même que celui des souris knock-out TRPV3." Le fait de nourrir des souris knock-out TRPV3 avec des régimes sans nitrite n’a aucun effet additif. le même chemin. "
Suite à cela, les chercheurs se sont demandé, "Si l'oxyde nitrique est un messager qui délivre des signaux sensibles à la température des cellules de la peau aux extrémités nerveuses proches, alors à quel récepteur nerveux se lie-t-il?" La réponse à cette question provient d'une recherche qui a été menée auparavant dans leur laboratoire et qui a été publiée en 2009. Les résultats de cette étude ont démontré que les récepteurs TRPV1 sur les terminaisons nerveuses sont activés par l'oxyde nitrique. Ces récepteurs nous permettent de percevoir la douleur et la température. Dans la présente étude, les scientifiques ont utilisé un produit chimique pour arrêter l'activité des récepteurs TRPV1 chez la souris. Les résultats ont montré que l'absence de récepteurs TRPV3 ou le manque de nitrites chez la souris ne faisaient aucune différence dans la façon dont ils réagissaient à différentes températures chaudes inoffensives. Cette observation était tout à fait en accord avec l’idée que TRPV1 est le principal récepteur nerveux de cette voie thermosensible, agissant directement ou indirectement.

Trucs de choses à venir

Compte tenu de la polyvalence de l'oxyde nitrique en tant que molécule de signalisation, les scientifiques ont également suspecté d'autres voies pouvant être médiées par le TRPV3. Miyamoto a déclaré:

"Nous avons trouvé des preuves que l'oxyde nitrique produit par cette voie apporte une contribution partielle à la cicatrisation des plaies et, plus particulièrement, à la migration des kératinocytes au cours de la cicatrisation."

Les chercheurs envisagent maintenant de détailler les éléments de la voie de l'oxyde nitrique activé par TRPV3 dans la détection de la température. Ils chercheront également des preuves qu'une voie similaire dépendant du nitrite est impliquée dans d'autres cellules productrices d'oxyde nitrique dans tout le corps.
Miyamoto a déclaré:

"Le dogme a été que l'oxyde nitrique peut être produit dans les cellules uniquement avec les enzymes NOS, mais cette étude suggère que la production d'oxyde nitrique à base de nitrite pourrait potentiellement être tout aussi importante."

"TRPV3 régule la synthèse de l'oxyde nitrique indépendant de l'oxyde nitrique synthase dans la peau"
Takashi Miyamoto, Matt J. Petrus, Adrienne E. Dubin et Ardem Patapoutian
Nature Communications 2, Numéro d'article: 369 doi: 10.1038 / ncomms1371
Écrit par Anne Hudsmith