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Douleurs Évaluation - Diagnostic - Traitement (2009) 10, 127—135 FAITES LE POINT Rôle du récepteur 5-HT2A de la sérotonine dans la douleur neuropathique périphérique Role of spinal and peripheral serotonin 5-HT2A receptors in peripheral neuropathic pain Marie Conrath , Juliette Van Steenwinckel UMRS 975, Inserm, CNRS 7225, équipe douleurs : nouvelles approches thérapeutiques et neuro-inflammation, UPMC site Pitié-Salpêtrière, 91, boulevard de l’Hôpital, 75013 Paris, France Disponible sur Internet le 19 mai 2009 MOTS CLÉS Sérotonine (5-HT) ; Récepteur 5-HT2A ; Mode d’action paracrine ; Douleur inflammatoire ; Douleur neuropathique Résumé La sérotonine (5-HT), un des neurotransmetteurs principaux du système nerveux, est impliquée à tous les niveaux des voies de transmission et de contrôle de la douleur. À la périphérie, au niveau de la lésion tissulaire initiale, elle est libérée par les plaquettes san- guines et participe à la réaction inflammatoire locale. Dans la moelle épinière, où se trouve le premier relais de la transmission des informations nociceptive, la 5-HT, issue des noyaux postérieurs du raphé, va moduler l’activité cellulaire et ainsi contrôler finement la transmis- sion des informations vers les centres supérieurs. Toutefois, son action est très complexe car elle s’exerce sur des cibles, récepteurs et cellules, extrêmement variées. Nous décrivons ici le fait que la localisation de l’un des récepteurs de la 5-HT, le récepteur 5-HT2A, au niveau des neurones périphériques et spinaux, est en accord avec un rôle important de ce récepteur dans la douleur. Par une étude en microscopie électronique, nous montrons que la 5-HT agirait sur ce récepteur via un mode d’action de type paracrine. Après un bref résumé des données qui ont permis d’établir le rôle fondamental du récepteur 5-HT2A périphérique dans la douleur inflammatoire, nous exposons des données plus récentes, tant expérimentales chez l’animal que cliniques chez l’homme, montrant que le récepteur 5-HT2A est impliqué également dans la douleur neuropathique. Nous montrons que cet effet s’exerce au niveau périphérique et vraisemblablement au niveau spinal. Ces résultats suggèrent que des antagonistes spécifiques du récepteur 5-HT2A, au moins après administration périphérique, pourraient avoir un effet bénéfique dans le traitement des douleurs neuropathiques qui restent parmi les douleurs les plus difficiles à traiter. © 2009 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (M. Conrath). 1624-5687/$ — see front matter © 2009 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.douler.2009.04.002

Rôle du récepteur 5-HT2A de la sérotonine dans la douleur neuropathique périphérique

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Douleurs Évaluation - Diagnostic - Traitement (2009) 10, 127—135

FAITES LE POINT

Rôle du récepteur 5-HT2A de la sérotonine dans ladouleur neuropathique périphérique

Role of spinal and peripheral serotonin 5-HT2A receptors in peripheralneuropathic pain

Marie Conrath ∗, Juliette Van Steenwinckel

UMRS 975, Inserm, CNRS 7225, équipe douleurs : nouvelles approches thérapeutiques etneuro-inflammation, UPMC site Pitié-Salpêtrière, 91, boulevard de l’Hôpital,75013 Paris, France

Disponible sur Internet le 19 mai 2009

MOTS CLÉSSérotonine (5-HT) ;Récepteur 5-HT2A ;Mode d’actionparacrine ;Douleurinflammatoire ;Douleurneuropathique

Résumé La sérotonine (5-HT), un des neurotransmetteurs principaux du système nerveux,est impliquée à tous les niveaux des voies de transmission et de contrôle de la douleur. À lapériphérie, au niveau de la lésion tissulaire initiale, elle est libérée par les plaquettes san-guines et participe à la réaction inflammatoire locale. Dans la moelle épinière, où se trouvele premier relais de la transmission des informations nociceptive, la 5-HT, issue des noyauxpostérieurs du raphé, va moduler l’activité cellulaire et ainsi contrôler finement la transmis-sion des informations vers les centres supérieurs. Toutefois, son action est très complexe carelle s’exerce sur des cibles, récepteurs et cellules, extrêmement variées. Nous décrivons icile fait que la localisation de l’un des récepteurs de la 5-HT, le récepteur 5-HT2A, au niveaudes neurones périphériques et spinaux, est en accord avec un rôle important de ce récepteurdans la douleur. Par une étude en microscopie électronique, nous montrons que la 5-HT agiraitsur ce récepteur via un mode d’action de type paracrine. Après un bref résumé des donnéesqui ont permis d’établir le rôle fondamental du récepteur 5-HT2A périphérique dans la douleurinflammatoire, nous exposons des données plus récentes, tant expérimentales chez l’animalque cliniques chez l’homme, montrant que le récepteur 5-HT2A est impliqué également dansla douleur neuropathique. Nous montrons que cet effet s’exerce au niveau périphérique etvraisemblablement au niveau spinal. Ces résultats suggèrent que des antagonistes spécifiques

du récepteur 5-HT2A, au moins après administration périphérique, pourraient avoir un effetbénéfique dans le traitement des douleurs neuropathiques qui restent parmi les douleurs lesplus difficiles à traiter.© 2009 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

∗ Auteur correspondant.Adresse e-mail : [email protected] (M. Conrath).

1624-5687/$ — see front matter © 2009 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.doi:10.1016/j.douler.2009.04.002

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KEYWORDSSerotonin (5-HT);5-HT2A receptor;Paracrine mode;Inflammatory pain;Neuropathic pain

that specific antagonists of the 5-HT2A receptor, at least after peripheral administration, couldhave a beneficial effect for the treatment of neuropathic pain, which, in terms of therapeuticefficacy, remains one of the most challenging types of pain.© 2009 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

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lateurs de la famille des 5-HT2, est couplé préférentiellement

e rôle de la sérotonine (5-HT) dans la douleur est l’objete très nombreuses études [1,2] mais la diversité des ciblesellulaires (neurones, glie, cellules endothéliales. . .) aussiien que des récepteurs eux-mêmes fait que son rôle estncore mal connu. De plus, la concentration de 5-HT circu-ante aussi bien que dans les tissus, notamment cérébral,t l’expression des récepteurs eux-mêmes peut varier dansertaines pathologies. Cela peut expliquer pourquoi le rôlee la 5-HT peut différer selon le type de douleur, aiguë ouhronique, neuropathique ou inflammatoire et selon la loca-isation de cette douleur : par exemple la 5-HT joue un rôlearticulier dans les douleurs céphaliques.

La 5-HT module de nombreuses grandes fonctions commee sommeil, la prise alimentaire, la thermorégulation, laognition et la douleur aiguë. Elle joue aussi un rôle pri-ordial dans de nombreuses pathologies humaines comme

’anxiété, la dépression, la schizophrénie, les maladiesbsessionnelles compulsives, l’addiction et, comme nous leerrons, les « douleurs pathologiques » chroniques.

La 5-HT est présente dans tous les tissus et notam-ent dans le système nerveux central et périphérique. Dans

e dernier, elle provient des grains de sécrétion des pla-uettes (ou des mastocytes chez les rongeurs). Une lésionissulaire va entraîner une « dégranulation des plaquettes »u des mastocytes et une libération massive de 5-HT. Auiveau cérébral, la 5-HT provient des noyaux du raphé situésans le mésencéphale et le bulbe rachidien. Les premiersnnervent les régions cérébrales antérieures, les seconds leségions postérieures notamment la moelle épinière. Touteses régions de l’encéphale recoivent une innervation séroto-inergique plus ou moins dense suivant les noyaux. Bien queombre d’entre elles soient impliquées dans la transmissionu la modulation de la douleur au niveau central, nous res-

reindrons cette revue aux niveaux spinal et périphérique.

Le rôle de la 5-HT périphérique dansl’inflammation est connu depuis longtemps, mais

aPec

nous verrons que de nombreux arguments,expérimentaux chez l’animal mais aussi cliniqueschez l’homme, montrent qu’elle est également

impliquée dans les douleurs de typeneuropathique.

Quant à la corne dorsale de la moelle épinière, elle eston seulement le premier relais des informations nocicep-ives mais aussi le lieu du premier filtre de ces informationst de nombreuses données tendent à montrer qu’elle jouen rôle clef dans le développement et le maintien de laouleur neuropathique. Nous verrons quels arguments per-ettent de penser que la 5-HT peut être impliquée dans laouleur neuropathique à ce niveau.

a grande diversité des récepteurs de la-HT

ne quinzaine de gènes codant les récepteurs de la 5-HTnt été clonés chez les mammifères. Hormis le récepteur-HT3 qui est un récepteur canal, les récepteurs de la 5-T sont des récepteurs à sept domaines transmembranairesouplés aux protéines G. Ils sont classés en sept familleselon leur structure, leur pharmacologie et leur principalecond messager. À cette quinzaine de récepteurs il fautjouter un nombre important de récepteurs ayant subi desodifications postgénomiques dont le rôle est encore très

oin d’être connu [3].Le gène codant le récepteur 5-HT2A a été cloné chez

’homme, le rat et la souris par différentes équipes dans lesnnées 1990. Le récepteur 5-HT2A, comme tous les récep-

M. Conrath, J. Van Steenwinckel

Summary Serotonin (5-HT), one of the main neurotransmitters of the nervous system, isinvolved in the transmission and control of pain at all levels. In peripheral tissue, lesions triggerplatelets to release 5-HT which leads to local inflammation. In the spinal cord, where it is thefirst mediator transmitting nociceptive information, 5-HT, which arises from the nucleus raphemagnus, modulates cell activity and thus ensures fine tuning of information transmission to thecentral nervous system. The action of 5-HT is however very complex due to the large numberof targets, receptors and responding cells.We describe here the fact that the localization ofone of the 5-HT receptors, 5-HT2A, in peripheral and spinal neurons, is in agreement with animportant role for this receptor in the transmission of pain. An electron microscope study hasdemonstrated that 5-HT affects this receptor via a paracrine mechanism. After a brief recallof the available data establishing the fundamental role of the peripheral 5-HT2A receptor ininflammatory pain, we examine more recent data obtained from animal models and clinicalmedicine, showing that the 5-HT2A receptor is also implied in neuropathic pain. We show thatthis effect is observed in both the peripheral system and in the spinal cord.These results suggest

ux protéines G�q/11, il active la phospholipase C (PLC). LaLC va hydrolyser le phosphatidylinositol biphosphate (PIP2)n inositol triphosphate (IP3) qui induit une mobilisation dualcium intracellulaire à partir des citernes réticulaires et

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Rôle du récepteur 5-HT2A dans la douleur neuropathique périph

Figure 1. Le récepteur 5-HT2A est couplé aux protéines G�q/11.Lorsque la sérotonine (5-HT) se lie à ce récepteur, elle activela phospholipase C (PLC), une enzyme initiatrice d’une voie detransduction intracellulaire qui va hydrolyser le phosphatidylino-sitol biphosphate (PIP2) en inositol triphosphate (IP3). Ce dernierpermet une mobilisation du calcium intracellulaire, une augmenta-tion de l’entrée de calcium extracellulaire dans la cellule et uneactivation de la protéine-kinase C (PKC), une enzyme de phospho-

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lsetoeH(tàodumelpstiHnlpb5teprsdd

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Ddrongeurs [9—11]. Ces résultats ont été confirmés par des

rylation de protéines. Le récepteur 5-HT2A peut aussi activer uneenzyme initiatrice d’une autre voie de transduction, la phospholi-pase A2 (PLA2).

mitochondriales, une augmentation de l’entrée de calciumextracellulaire et une activation de l’une des enzymes dephosphorylation de protéines, la protéine-kinase C (PKC)(Fig. 1). Cette cascade d’évènements intracellulaires a uneffet globalement excitateur de l’activité cellulaire. Plu-sieurs autres voies dont l’activation de la phospholipase A2(PLA2) ont été décrites in vitro sur des cultures de cellulesdans lesquelles le gène du récepteur 5-HT2A a été surex-primé ou in vivo dans le cortex des rongeurs [3].

Localisation du récepteur 5-HT2A dans lamoelle épinière

Avant le clonage du récepteur, les premières études per-mettant d’avoir une idée de la localisation du récepteur5-HT2A furent des études de la distribution des sites de liai-son par autoradiographie à l’aide de ligands radiomarqués.Ces études princeps ont été faites à une époque où tousles sous-types de récepteurs n’étaient pas encore connus,en utilisant des ligands plus ou moins spécifiques. Elles ontnéanmoins permis de montrer que les sites de liaisons pourles récepteurs 5-HT2 sont présents dans toute la moelle épi-nière avec une densité décroissante de la corne ventralevers la corne dorsale en passant par les colonnes intermé-diolatérales. Cette large distribution spinale des sites deliaison rend bien compte des effets physiologiques de la 5-

HT dans la locomotion et les fonctions neurovégétatives danslesquelles le récepteur 5-HT2A joue un rôle important.

Le clonage du récepteur 5-HT2A a permis d’étudier ladistribution des ARN messagers (ARNm) codant ce récepteur

m

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érique 129

ans la moelle épinière. Mais curieusement, les résultatsbtenus par des méthodes d’hybridation in situ de ces ARNmont très contradictoires indiquant une absence [4] ou auontraire une forte expression [5] d’ARNm dans la corneorsale de la moelle épinière. Des études immunocytochi-iques à l’aide d’anticorps dont la spécificité avait été trèsien caractérisée ont permis de montrer la localisation pré-ise de la protéine à l’échelon cellulaire et subcellulaire [6].lles ont globalement confirmé la distribution des sites deiaison.

Dans la moelle épinière, la distribution régionale de’immunoréactivité du récepteur 5-HT2A est généralementimilaire à celle des terminaisons axonales 5-HT (Fig. 2),xcepté dans la corne dorsale où l’expression du récep-eur 5-HT2A est particulièrement forte dans la couche IIù se projettent massivement les fibres nociceptives finest non myélinisées alors que les terminaisons axonales 5-T sont plus denses dans les couches plus superficielles

Fig. 2). Cela suggère que la 5-HT pourrait agir sur le récep-eur 5-HT2A de manière paracrine, c’est-à-dire en se liantun récepteur situé à distance de la terminaison axonale

ù elle est libérée. Cette hypothèse est renforcée par desoubles marquages en immunocytochimie qui montrent surne même coupe que le récepteur est localisé dans desembranes de neurones à distance des terminaisons 5-HT

t par l’étude de la distribution du récepteur 5-HT2A à’échelon subcellulaire montrant un adressage membranaireréférentiellement non synaptique (Fig. 2 et [6]). Cet adres-age membranaire non synaptique du récepteur 5-HT2A jouerès vraisemblablement un rôle physiologique : d’une part,l est internalisé après une injection locale in vivo de 5-T (résultats non publiés), d’autre part, cette expressionon synaptique peut être régulée dans des conditions patho-ogiques de douleur neuropathique [7]. Les conséquenceshysiologiques de ce type de fonctionnement ne sont pasien comprises. On peut penser toutefois que le récepteur-HT2A exerce un effet tonique dépendant de la concen-ration extracellulaire de 5-HT. Une localisation synaptiquest occasionnellement observée (Fig. 2) suggérant un rôlelus « classique » de neurotransmetteur de la 5-HT sur ceécepteur. Ce résultat est en accord avec les données phy-iologiques et notamment celles montrant une associationu récepteur 5-HT2A avec des complexes protéiques de laensité postsynaptique [8].

En conclusion, la très large distribution du récepteur-HT2A aussi bien au niveau cellulaire que subcellulaire sug-ère la complexité de son rôle au niveau spinal (qui ne seestreint pas à la douleur) mais aussi son importance fonc-ionnelle dans l’activité cellulaire.

ocalisation du récepteur 5-HT2A dans leanglion de la racine dorsale (GRD)

e nombreuses études ont montré la présence des ARNmes récepteurs 5-HT2A dans les GRD chez l’homme et les

éthodes d’immunocytochimie.Contrairement à ce qui a été observé dans la moelle

pinière, la localisation du récepteur 5-HT2A dans les GRDst limitée aux neurones nociceptifs à l’origine des fibres

Page 4: Rôle du récepteur 5-HT2A de la sérotonine dans la douleur neuropathique périphérique

130 M. Conrath, J. Van Steenwinckel

Figure 2. En microscopie photonique, les distributions des terminaisons axonales sérotoninergiques (fibres 5-HT) et celle du récepteur5-HT2A dans la moelle épinière se recouvrent sauf dans la corne dorsale (cd) où la densité des fibres 5-HT est plus élevée dans les couchessuperficielles alors que celle du récepteur 5-HT2A est plus élevée dans la couche II, suggérant que la 5-HT agirait de manière paracrinesur le récepteur 5-HT2A (cv : corne ventrale). Le double marquage 5-HT/5-HT2A (en bas à gauche) montre que le récepteur (en rouge) estexprimé dans des régions qui peuvent être situées à distance des fibres 5-HT (en vert). À l’échelon ultrastructural (en bas à droite), lerécepteur 5-HT2A, qui figure sous la forme d’un précipité brun (immunoperoxydase), est localisé à la membrane surtout dans des régionsn égale

nIbdllcrrTétreselm[

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e portant pas de spécialisation synaptique (flèches) ; mais il peut

on myélinisées C et faiblement myélinisées A� [7,11,12].l est exprimé par environ 40 % des neurones des GRD lom-aires, dans des neurones variés appartenant à la sous classee neurones nociceptifs soit « peptidergiques » exprimante CGRP ou la SP soit « non peptidergiques » [13], bien quea signification de cette classification ne soit pas très bienomprise et qu’elle soit en partie remise en question. Leécepteur 5-HT2A est aussi présent dans la majorité des neu-ones nociceptifs exprimant le récepteur de la capsaïcineransient Receptor Potential Vanilloid 1 (TRPV1), sensiblegalement à la chaleur et aux protons (Fig. 3). Synthé-isé dans les corps cellulaires des cellules nociceptives, leécepteur 5-HT2A est transporté vers la périphérie, où il estxprimé par exemple dans environ un tiers des terminai-

ons des fibres amyéliniques à la jonction entre le dermet l’épiderme [14] mais également vers la corne dorsale dea moelle épinière dans les régions de projection des ter-inaisons centrales de ces fibres, notamment la couche II

6,7].

e

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ment être présent dans la fente synaptique (flèche vide).

L’analyse de l’immunoréactivité 5-HT2A àl’échelon subcellulaire montre que le récepteur

peut être adressé à la membrane des cellulessensorielles à l’interface avec les cellules

satellites, la principale catégorie de cellulesgliales du GRD (Fig. 4).

Son rôle à ce niveau est encore inconnu, mais des dosagese la 5-HT dans le GRD montrent que la concentration de 5-T et de son métabolite, la 5-HIAA, est compatible avec unôle physiologique [13].

ôle des récepteurs 5-HT2A périphériques

t spinaux dans la douleur

n des principaux obstacles pour étudier le rôle d’un sous-ype particulier de récepteur de la 5-HT est la spécificité desigands, agonistes ou antagonistes, utilisés pour les études

Page 5: Rôle du récepteur 5-HT2A de la sérotonine dans la douleur neuropathique périphérique

Rôle du récepteur 5-HT2A dans la douleur neuropathique périphérique 131

Figure 3. Environ 40 % des cellules du GRD expriment le récepteur 5-(petites flèches), mais aussi quelques cellules de grande taille (grande flèceptifs. Une partie d’entre eux expriment le récepteur TRPV1 comme le m

Figure 4. Marquage du récepteur 5-HT2A dans le ganglion dela racine dorsale (GRD) lombaire de rat. Le récepteur 5-HT2A(immunofluorescence rouge) est exprimé le long de la membraneplasmique ici dans une cellule riche en neurofilaments commel’indique le marquage NF200 (en vert). En microscopie électro-nique, le marquage (précipité dense d’immunoperoxydase) estprésent dans l’espace entre la cellule sensorielle et la cellulesatellite adjacente (flèches) y compris dans les invaginations de lamembrane (encadré en noir).

pnlgm

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HT2A. Ce sont surtout des cellules de petite ou de moyenne tailleche). La première catégorie est constituée par des neurones noci-ontrent les figures de la colonne de droite (immunofluorescence).

harmacologiques. Il faut en particulier pouvoir discrimi-er la fonction spécifique de sous-types de récepteurs dea même famille, comme celle des 5-HT2, sachant qu’ils onténéralement les mêmes effecteurs cellulaires et parfois laême localisation cellulaire.De nombreux ligands, plus ou moins spécifiques des diffé-

ents sous-types de récepteurs 5-HT2, ont été développés :’affinité pour les trois sous-types de récepteurs de la famille-HT2 des principaux ligands auxquels nous ferons réfé-ence dans cette revue est résumée dans le Tableau 1.algré une plus faible affinité que d’autres ligands pour

e récepteur 5-HT2A, le MDL-11,939 et le sarpogrelaterésentent l’avantage d’être assez sélectifs du récepteur 5-T2A humain [15,16]. Le MDL-11,939 a également une forteffinité et une bonne sélectivité pour les récepteurs 5-HT2Ae rat. Quant au sarpogrelate, il présente la particularitée ne pas franchir la barrière hémato-encéphalique.

e rôle des récepteurs 5-HT2A périphériquesans les douleurs aiguës et inflammatoires

e rôle pronociceptif du récepteur 5-HT2A localisé danses terminaisons sensorielles périphériques est connu depuisongtemps. Les agonistes 5-HT2A, comme l’�-méthyl 5-HT

u le DOI (un dérivé de l’amphétamine), augmentent laouleur induite par l’injection dans la face plantaire dea patte chez le rat de prostaglandine et de la noradréna-ine. Ces effets sont diminués par l’injection de kétansérineu de ritansérine [17]. De même, l’administration locale
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132 M. Conrath, J. Van Steenwinckel

Tableau 1 Affinité relative des principaux ligands cités dans cette revue pour les trois sous-types de récepteurs de lafamille des 5-HT2 [15,16].

Ligands 5-HT2A pKi ± ESM 5-HT2B pKi ± ESM 5-HT2C pKi ± ESM

�-méthyl 5-HT Agoniste 7,80 ± 0,10 8,16 ± 0,14 8,57 ± 0,09DOI Agoniste 9,19 ± 0,12 7,27 ± 0,06 8,27 ± 0,12Ritansérine Antagoniste 8,34 ± 0,09 8,67 ± 0,09 8,18 ± 0,15Kétansérine Antagoniste 8,09 ± 0,09 6,13 ± 0,07 7,52 ± 0,13MDL-100,907 Antagoniste 8,73 ± 0,20 5,99 ± 0,06 7,52 ± 0,13MDL-11,939 Antagoniste 7,58 ± 0,12 5,48 ± 0,03 6,58 ± 0,22Sarpogrelate Antagoniste 8,52 ± 0,12 6,57 ± 0,12 7,43 ± 0,03

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ESM : écart standard moyen.

e kétansérine diminue de manière significative la réponseomportementale à une stimulation douloureuse thermique10] et les comportements douloureux observés chez le ratrthritique [18]. Enfin, l’expression de la protéine Fos (unarqueur d’activation neuronale), induite dans les neurones

ociceptifs de la moelle par une injection intradermale de-HT, est abolie par la co-injection de kétansérine et miméear l’injection de DOI [19]. Ces résultats ont été confirmésvec un antagoniste plus spécifique des récepteurs 5-HT2A,e sarpogrelate [11,20,21].

L’étude des effets des ligands des récepteurs 5-HT2A danse test comportemental nociceptif dit « à la formaline » s’estvérée particulièrement intéressante. Ce test, fondé sur’injection de formol dilué dans une patte, comporte deuxhases douloureuses, une phase I précoce d’une durée deinq minutes environ, qui dépend de l’activation directe desocicepteurs par l’injection de formol dilué et une phase IIardive, 15 à 45 minutes après l’injection, qui met en jeu uneéponse inflammatoire et une sensibilisation des neuronespinaux. De nombreuses études pharmacologiques et com-ortementales indiquent que les récepteurs 5-HT2A sont misn jeu au cours des deux phases [20,22] alors qu’une étudetilisant des souris dont le gène codant le récepteur 5-HT2Aété invalidé (5-HT2A−/−) montre que c’est surtout la

hase II qui est affectée par l’absence du récepteur [23]. Ceserniers résultats suggèrent que les récepteurs 5-HT2A spi-aux sont également impliqués. Il a été montré égalementu’une inflammation périphérique, induite par l’injection’une solution irritante, provoque une augmentation de laynthèse des ARNm du récepteur 5-HT2A dans la brancheériphérique des fibres sensorielles [11]. L’ensemble de cestudes confirme le rôle des récepteurs 5-HT2A périphériquesans les douleurs de type inflammatoire.

Ce rôle du récepteur 5-HT2A dans la nociception s’exerceirectement par l’intermédiaire des neurones nociceptifsont l’augmentation de la fréquence de décharges induitear la 5-HT est inhibée par l’administration de kétansérine24] ; le récepteur 5-HT2A contribue à la sensibilisation deseurones sensoriels primaires aux stimulations thermiquest chimiques [25]. En outre, ces effets périphériques de la 5-T sur le récepteur 5-HT2A ne se réduisent pas aux neurones

ociceptifs eux-mêmes : des récepteurs localisés sur lesuscles lisses des vaisseaux et sur les plaquettes induisent

espectivement une constriction vasculaire et une agréga-ion des plaquettes, phénomènes qui contribuent égalementla douleur inflammatoire.

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e rôle des récepteurs 5-HT2A spinaux danses douleurs aiguës et inflammatoires

e nombreuses études suggèrent que les récepteurs 5-T2A spinaux jouent un rôle pronociceptif dans la douleuriguë ou inflammatoire, même si certaines études neontrent pas d’effet, voire parfois un effet contraire. Par

xemple, l’injection intrathécale de kétansérine supprimees comportements douloureux induits par l’applicationériphérique de DOI. Inversement, l’injection intrathécalee DOI a pour effet d’augmenter les comportements dou-oureux chez le rat, pendant les phases I et II du test

la formaline [26]. La stimulation pharmacologique desécepteurs 5-HT2A spinaux augmente fortement la libéra-ion centrale de SP induite par l’injection intraplantaire deapsaïcine qui stimule les récepteurs nociceptifs TRPV1 [27].

ôle des récepteurs 5-HT2A dans laouleur neuropathique périphérique

es douleurs neuropathiques périphériques sont des dou-eurs chroniques dont la cause initiale est une lésionmécanique, chimique, infectieuse. . .) d’un nerf périphé-ique. Cette lésion entraîne des modifications des propriétéslectrophysiologiques des fibres périphériques à l’originee la sensibilisation des neurones sensoriels primaires maisgalement des neurones des voies de projection. Ces phéno-ènes s’accompagnent de nombreuses autres modifications

omme un remodelage des voies anatomiques, une régu-ation de l’expression de différents transmetteurs et deeurs récepteurs, une activation gliale et microgliale. Ellesntraînent des douleurs spontanées mais aussi des douleursnormales, hyperalgie et allodynie, que l’on peut mesu-er chez l’animal. Des résultats récents, chez l’animal maisussi chez l’homme, montrent que le récepteur 5-HT2Aoue un rôle important dans les douleurs neuropathiques auiveau périphérique et peut-être au niveau spinal.

e rôle des récepteurs 5-HT2A périphériques

ans la douleur neuropathique

e rôle du récepteur 5-HT2A dans la douleur neuropa-hique a encore été très peu étudié et les résultats plusnciens de la littérature sont discordants. Pour certains

Page 7: Rôle du récepteur 5-HT2A de la sérotonine dans la douleur neuropathique périphérique

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Rôle du récepteur 5-HT2A dans la douleur neuropathique pé

auteurs, l’injection intrathécale de DOI ou d’�-méthyl-5-HTau niveau de la moelle épinière a un effet anti-allodyniquesur les modèles de ligature de nerfs spinaux et de cons-triction du nerf sciatique [28,29], deux modèles utiliséspour générer des douleurs neuropathiques périphériqueslésionnelles. Pour d’autres auteurs au contraire, l’injectionintrapéritonéale aussi bien que locale de sarpogrelate ou dekétansérine diminue l’hyperalgie thermique ou mécaniquedans différents modèles de lésion du nerf sciatique [30,31].

Cette analgésie par les antagonistes 5-HT2A a été confir-mée par la suite sur un modèle de hernie discale chez le ratdans lequel l’administration par voie orale de sarpogrelatediminue significativement l’allodynie mécanique induite parla neuropathie [32]. Puisque le sarpogrelate ne passe pasla barrière hémato-encéphalique son effet est strictementpériphérique.

Récemment nous avons pu démontrer que lerécepteur 5-HT2A joue un rôle pronociceptifdans les neuropathies de type neurotoxique.

Sur deux modèles de douleur neuropathique induite pardes traitements neurotoxiques tels que le 2′,3′ didéoxycyti-dine, un analogue nucléosidique utilisé dans le traitementde l’infection par le VIH, ou la vincristine, un anticancé-reux de la classe des antimitotiques, nous avons montréque l’hypersensibilité mécanique et l’allodynie au froids’accompagnent d’une augmentation importante du nombrede cellules du GRD lombaire exprimant le récepteur 5-HT2A(+30 % ou +38 % suivant le modèle) et d’une augmentationde l’immunoréactivité pour le récepteur 5-HT2A dans lacorne dorsale de la moelle épinière lombaire [7,12] suggé-rant que le récepteur 5-HT2A pourrait jouer un rôle à la foisau niveau périphérique et au niveau spinal. Au niveau péri-phérique, l’augmentation du nombre de neurones exprimantle récepteur 5-HT2A est restreinte dans le GRD à la popula-tion des neurones nociceptifs. En microscopie électroniquel’immunoréactivité 5-HT2A est localisée à la membrane denombreux neurones du GRD à l’interface entre la cellulenociceptive et la cellule satellite (Fig. 4). Cela suggère quela 5-HT pourrait participer, à ce niveau, à la genèse dedécharges ectopiques des fibres sensorielles qui sont l’un desmécanismes mis en jeu dans les douleurs neuropathiques.

L’injection intrathécale de MDL 11,939, qui a été montréeatteindre préférentiellement les GRD lombaires, a confirméle rôle analgésique des antagonistes 5-HT2A, en mettanten évidence une diminution de l’hypersensibilité mécaniqueinduite par la 2′,3′ didéoxycytidine ou la vincristine propor-tionnelle à la dose. Ce résultat a été confirmé chez des souris5-HT2A−/− qui ne présentent pas d’hypersensibilité méca-nique après un traitement par la 2′,3′ didéoxycytidine ou parla vincristine, alors que les souris sauvages développent uneneuropathie similaire à celle observée chez les rats [7,12].

Les mécanismes à l’origine des douleurs neuropathiqueset des douleurs inflammatoires périphériques partagent deséléments communs. En effet, la lésion nerveuse périphé-

rique, à l’origine de la plupart des neuropathies, entraînedans les tissus lésés une infiltration de macrophages etde mastocytes. Ces derniers vont libérer des substancespro-inflammatoires, prostaglandine E2, bradykinine, cyto-kinines, neurotrophines, mais aussi de la 5-HT comme

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érique 133

ans l’inflammation. Il a été démontré en particulier quea concentration de 5-HT est fortement augmentée dans’endoneurium après une lésion du nerf sciatique. Il n’estonc pas étonnant de retrouver une forte composante péri-hérique dans la douleur neuropathique associée à un rôleu récepteur 5-HT2A à ce niveau. De plus, il a été montréue les récepteurs 5-HT2A sont exprimés dans les cellulese Schwann où ils pouvaient jouer un rôle dans la remyéli-isation après une lésion d’un nerf périphérique.

Ces résultats expérimentaux chez l’animal ont déjà étéonfirmés chez l’homme : l’administration locale ou orale dearpogrelate atténue les douleurs dues à une hernie discale33].

e rôle des récepteurs 5-HT2A spinaux dans laouleur neuropathique

es résultats que nous avons obtenus sur des modèlese douleur neuropathique induite par la vincristine ou la′,3′ didéoxycytidine suggèrent que le récepteur 5-HT2Aoue également un rôle pronociceptif au niveau spinal.es traitements induisent une augmentation significativee l’expression des récepteurs 5-HT2A spécifiquement danses couches superficielles et profondes de la corne dorsaleFig. 5) sans affecter les autres régions spinales. Avec leodèle vincristine, nous avons montré que cette augmenta-

ion de l’expression des récepteurs 5-HT2A dans les couchesuperficielles s’accompagne d’une augmentation du nombree terminaisons axonales immunoréactives ainsi que d’uneugmentation de l’immunoréactivité 5-HT2A dans les neu-ones spinaux et de leur adressage membranaire. Ce dernieroint suggère que le récepteur serait actif. Nous avons enutre observé que le récepteur 5-HT2A pouvait être expriméans des neurones activés, directement ou indirectement,ar les traitements médicamenteux puisqu’ils expriment larotéine Fos en particulier dans des neurones des couchesuperficielles ou profondes connues pour jouer un rôle dansa sensibilisation spinale [7].

Différents mécanismes d’action cellulaires en faveur deette hypothèse peuvent être proposés. Par exemple, la-HT induirait, via le récepteur 5-HT2A, une facilitationlong terme de la libération des transmetteurs excita-

eurs [27,34]. Le récepteur 5-HT2A serait impliqué aussians un mécanisme de démasquage de synapses AMPA (leécepteur AMPA est un des récepteurs du glutamate quiontribue de manière importante à la sensibilisation cen-rale des neurones nociceptifs) dites « silencieuses », enarticulier au niveau des neurones des couches profondesirectement impliqués dans la sensibilisation spinale [35].nfin, le récepteur 5-HT2A pourrait jouer un rôle dans laenèse de « potentiels plateaux », caractérisés par une aug-entation de la fréquence et de la durée des réponseses neurones nociceptifs à une stimulation nociceptive.es récepteurs 5-HT2A pourraient donc participer à la sen-ibilisation spinale des neurones nociceptifs en facilitantes phénomènes de wind-up et de potentialisation à long

erme (LTP), deux phénomènes considérés comme des pro-essus sous-tendant la douleur chronique. Néanmoins, làncore, d’autres résultats électrophysiologiques suggèrentu contraire que le récepteur 2-HT2A pourrait avoir un rôlentinociceptif en augmentant la libération de GABA (acide
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igure 5. Chez un animal traité par la vincristine le marquage enugmenté par rapport à celui observé chez un animal contrôle (traite la corne ventrale (cv) ni celui de la région située autour du cana

amma-aminobutyrique, un transmetteur inhibiteur) dans laoelle [36].Ces résultats contradictoires peuvent néanmoins

’expliquer par le fait que le récepteur 5-HT2A est trèsargement exprimé dans la moelle épinière, dans deseurones variés, dont la fonction pourrait être soit deransmettre soit d’inhiber les informations nociceptives.e plus, le système de couplage des récepteurs 5-HT2A àne voie de transduction intracellulaire est inconnu danses neurones de la moelle épinière. Or il a été montré danses neurones du cortex que les récepteurs 5-HT2A peuvente coupler indépendamment à l’une ou l’autre des deuxhospholipases, la PLC ou la PLA2. L’affinité relative desifférents ligands pour le récepteur, la conformation duécepteur qui en découle et le réseau de protéines intracel-ulaires associées, peut privilégier l’activation d’une voiee transduction particulière [3,37,38]. Cela déterminerait’effet plus ou moins hallucinogène des différents agonistes-HT2A. Tous ces mécanismes sont encore inconnus dans laoelle épinière. Il est tout à fait vraisemblable que la voiee transduction couplée au récepteur 5-HT2A puisse êtreifférente en fonction de la nature du neurone (neurone derojection, interneurone excitateur ou inhibiteur).

En conclusion, la contribution des récepteurs 5-HT2A dea corne dorsale de la moelle épinière dans les effets anal-ésiques des antagonistes de ces récepteurs dans la douleureuropathique reste encore à établir de manière précise. Enevanche, l’administration périphérique d’antagonistes 5-T2A pour soulager les douleurs neuropathiques semble êtrene voie à privilégier et devrait permettre de déboucher sures applications thérapeutiques.

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