Les mécanismes endogènes de modulation de la douleur et leur dysfonction dans le syndrome de l'intestin irritable

La douleur est une expérience subjective multidimensionnelle accompagnée de réponses physiologiques. Ces dernières sont régulées par des processus cérébraux qui jouent un rôle important dans la modulation spinale et cérébrale de la douleur. Cependant, les mécanismes de cette régulation sont encore mal définis et il est essentiel de bien les comprendre pour mieux traiter la douleur. Les quatre études de cette thèse avaient donc comme objectif de préciser les mécanismes endogènes de modulation de la douleur par la contreirritation (inhibition de la douleur par une autre douleur) et d’investiguer la dysfonction de ces mécanismes chez des femmes souffrant du syndrome de l’intestin irritable (Sii). Dans un premier temps, un modèle expérimental a été développé pour mesurer l’activité cérébrale en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle concurremment à l’enregistrement du réflexe nociceptif de flexion (RIII : index de nociception spinale) et des réponses de conductance électrodermale (SCR : index d’activation sympathique) évoqués par des stimulations électriques douloureuses. La première étude indique que les différences individuelles d’activité cérébrale évoquée par les stimulations électriques dans les cortex orbitofrontal (OFC) et cingulaire sont associées aux différences individuelles de sensibilité à la douleur, de réactivité motrice (RIII) et de réactivité autonomique (SCR) chez des sujets sains. La deuxième étude montre que l’analgésie par contreirritation produite chez des sujets sains est accompagnée de l’inhibition de l’amygdale par OFC et d’une modulation du réflexe RIII par la substance grise périaqueducale (PAG) et le cortex somesthésique primaire (SI). Dans les troisième et quatrième études, il est montré que la contreirritation ne produit pas d’inhibition significative de la douleur et du réflexe RIII chez les patientes Sii en comparaison aux contrôles. De plus, les résultats indiquent que la sévérité des symptômes psychologiques est associée au déficit de modulation de la douleur et à une hypersensibilité diffuse chez les patientes Sii. Dans l’ensemble, cette thèse précise le rôle de certaines structures cérébrales dans les multiples composantes de la douleur et dans l’analgésie par contreirritation et montre que les patientes Sii présentent une dysfonction des mécanismes spinaux et cérébraux impliqués dans la perception et la modulation de la douleur.

Mécanismes cérébraux et cérébraux-spinaux impliqués dans la modulation de la douleur par la musique et les émotions

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Étude des mécanismes psychophysiologiques de la modulation volontaire de la douleur par le biofeedback et la respiration.

Bien que la douleur soit une expérience subjective universelle, la façon de la percevoir et de l’interpréter est modulée par une multitude de facteurs. Plusieurs interventions cognitives se sont montrées efficaces pour réduire la douleur dans des conditions cliniques et expérimentales. Cette thèse s’intéressera particulièrement aux mécanismes psychophysiologiques impliqués dans les stratégies de modulation volontaire de la douleur. Ces stratégies sont intéressantes puisqu’elles encouragent une prise en charge par l’individu, lui permettant de jouer un rôle actif dans la régulation de sa douleur. La première étude s’intéresse à l’efficacité du biofeedback comme moyen de modulation volontaire de la douleur. Il s’agissait de déterminer si le fait de présenter une rétroaction de l’amplitude du réflex RIII (évoqué par une stimulation électrique du nerf sural) au cours d’un entraînement de plusieurs essais permettrait au participant d’adopter des stratégies de modulation de la douleur et d’activer volontairement des mécanismes de contrôle descendant de la douleur. De façon à évaluer spécifiquement les changements induits par le biofeedback, la modulation du réflexe RIII et de la douleur était comparée dans trois groupes (biofeedback valide, faux biofeedback et groupe contrôle sans rétroaction). Dans les trois groupes, il était suggéré aux participants d’utiliser des stratégies cognitives de modulation de la douleur (attention, modulation de la respiration, réévaluation cognitive et imagerie mentale) afin d’augmenter ou de diminuer leur réflexe RIII comparativement à leur niveau de base. Les résultats de notre étude indiquent que les participants des 3 groupes ont réussi à moduler leur réflexe RIII (p<0,001) ainsi que leurs évaluations de douleur (p<0,001) (intensité et désagrément). Les résultats de notre étude montrent que l’entraînement au biofeedback n’était pas nécessaire pour obtenir une modulation du réflexe RIII et de la douleur, ce qui suggère que l’utilisation de stratégies cognitives pourrait être suffisante pour déclencher des mécanismes de contrôle de la douleur. La deuxième étude découle de la première et s’intéressait à l’influence de la fréquence et de la phase respiratoire sur la nociception spinale, l’activité cérébrale et la perception de douleur. Le contrôle volontaire de la respiration est un moyen commun de régulation des émotions et est fréquemment utilisé en combinaison avec d’autres techniques (ex. : relaxation, méditation) dans le but de réguler la douleur. Les participants étaient invités à synchroniser leur respiration à des indices sonores indiquant le moment de l’inspiration et de l’expiration. Trois patrons de respiration étaient proposés (respiration à 0,1Hz avec une inspiration de 4 secondes, respiration à 0,1Hz avec une inspiration de 2 secondes et respiration à 0,2Hz avec une inspiration de 2 secondes. La moitié des stimulations étaient données durant l’inspiration et l’autre moitié durant l’expiration. Afin d’évaluer l’effet de ces manipulations, l’amplitude du RIII, l’évaluation subjective d’intensité de la douleur et de l’anxiété suscitée par le choc en plus des potentiels évoqués étaient mesurés. Les résultats de cette étude démontrent que les évaluations d’intensité de la douleur n’étaient pas affectées par le patron respiratoire (p=0,3), mais étaient statistiquement plus basses durant l’inspiration comparativement à l’expiration (p=0,02). Un effet de phase (p=0,03) était également observé sur les potentiels évoqués durant la condition de respiration à 0,1hHz avec une inspiration de 2 secondes comparativement au patron de respiration de 0,2Hz. Paradoxalement, l’amplitude du réflexe RIII était augmenté durant l’inspiration (p=0,02) comparativement à l’expiration. Ces résultats montrent que la manipulation de la fréquence et de la phase respiratoires (par une synchronisation imposée) a un effet marginal sur les évaluations de douleur et sur l’activité cérébrale et spinale évoquée par une stimulation électrique (douleur aigüe). Cela suggère que d’autres mécanismes contribuent aux effets analgésiques observés dans la relaxation et la méditation. Plus largement, nos résultats font état de la nécessité d’études plus approfondies avec une méthodologie plus rigoureuse afin de contrôler les effets non spécifiques aux traitements évalués. Une meilleure connaissance des mécanismes sous-tendant chaque stratégie permettrait de mieux cibler les clientèles susceptibles d’y répondre et de mieux considérer le ratio coût bénéfice de chaque traitement.

Modulation of nociception and pain by attention and stress

Les facteurs psychologiques tels que l'hypnose, l'émotion, le stress et l’attention exercent un effet modulant puissant sur la nociception et la douleur. Toutefois, l’influence de l'attention sur la nociception et la douleur, ainsi que les mécanismes neuronaux sous-jacents, ne sont pas clairs. La littérature actuelle sur la modulation attentionnelle des réponses spinales nociceptives, telles que mesurées par le réflexe RIII, et de la perception de l’intensité de la douleur est discordante et souvent contradictoire. Ce mémoire fournit un nouveau cadre pour examiner la modulation du réflexe RIII et de la douleur par l’attention. Une tâche de discrimination sensorielle a été décomposée en trois composantes attentionnelles : la vigilance, l’orientation, et le contrôle exécutif. Auparavant, la nature multidimensionnelle de l’attention fut largement ignorée dans la littérature. Nous démontrons que les composantes attentionnelles ont des effets modulatoires distincts sur la nociception et la douleur et suggérons que ceci représente une partie de la confusion présente dans la littérature. En prenant compte du stress indépendamment, nous démontrons, pour la première fois, que le stress inhibe la modulation attentionnelle du réflexe RIII ce qui indique une interaction et dissociation de la modulation des réponses nociceptives par l’attention et le stress. Ces résultats importants clarifient, en grande partie, les contradictions dans la littérature, puisque les tâches cognitives produisent souvent des augmentations du stress ce qui confond l’interprétation des résultats. De plus, la tâche de discrimination inclut des stimuli visuels et somatosensoriels et révèle que l’influence de l'attention sur la douleur est spatialement spécifique tandis que la modulation attentionnelle de la nociception est spécifique à la modalité des stimuli, au moins en ce qui concerne les modalités examinées. A partir de ces résultats, un nouveau modèle de la modulation attentionnelle des processus de la douleur, basée sur les composantes attentionnelles, a été proposé. Celui-ci est appuyé par la littérature et fournit une explication systématique et intégratrice des résultats antérieurement contradictoires. De plus, à partir de ce modèle, plusieurs mécanismes neuronaux ont été proposés pour sous-tendre la modulation attentionnelle de la nociception et de la douleur.

L’effet du vieillissement normal sur les mécanismes centraux de la régulation de la douleur

Les personnes vieillissantes doivent composer au quotidien avec des douleurs chroniques. Le but de ce travail est de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents qui contribueraient aux douleurs chroniques liées au vieillissement et par là, ouvrir un chemin vers de nouvelles perspectives thérapeutiques. Les contrôles inhibiteurs diffus nociceptifs (CIDN) ont un rôle qui n’est pas des moindres dans le contrôle de la douleur. Des études expérimentales examinant l’effet analgésique de la contre stimulation hétérotopique nociceptive (HNCS), un protocole permettant de tester l’efficacité de ces CIDN, suggèrent que le recrutement des CIDN au sein de cette population était plus faible (i.e. moins d’inhibition) comparé à une population plus jeune. En revanche, les études examinant la sensibilisation centrale induite par sommation temporelle (TS) de la douleur rapportent des résultats mitigés. De plus, une composante importante influençant l’expérience de douleur, les ressources cognitives, dont l’inhibition cognitive, se voient aussi décliner avec l’âge. Premièrement, le recrutement des CIDN a été comparé entre des participants sains, jeunes et des plus âgés avec la HNCS, et le recrutement des mécanismes de sensibilisation centrale avec la TS. La stimulation électrique du nerf sural a été choisie pour permettre de quantifier la douleur, tout en prenant une mesure indicative de la nociception spinale qu’est le réflexe nociceptif spinal (RIII). Nos sujets ont aussi participé à une tâche cognitive (le Stroop), testant l’inhibition cognitive. Deuxièmement, l’efficacité des CIDN ainsi que de l’inhibition cognitive a été testée chez les jeunes et les aînés en imagerie par résonance magnétique (IRM), afin de vérifier la relation entre ces deux mesures psychophysiques et l’épaisseur corticale des régions qui y sont impliquées ainsi que l’effet de l’âge sur celles-ci. Les résultats suggèrent un moindre recrutement des CIDN chez les plus âgés lors de l’expérimentation de la HNCS. Également, les sujets âgés présentaient des capacités d’inhibitions cognitives plus faibles que les jeunes. En plus, une corrélation entre l’inhibition cognitive et la modulation du réflexe RIII par la HNCS a été mise en évidence. Pour l’expérience de TS, les résultats étaient comparables pour les deux groupes, suggérant que les mécanismes impliqués dans la régulation de la douleur ne subiraient pas l’effet de l’âge de la même manière. Pour l’étude de l’épaisseur corticale, on y trouve une diminution globale de l’épaisseur corticale liée à l’âge, mais aussi une corrélation de l’analgésie par la HNCS avec l’inhibition cognitive et également, une relation des deux avec l’épaisseur corticale du cortex orbitofrontal (OFC) latéral gauche, suggérant la possibilité d’une existence d’un réseau neuronal au moins partiellement commun du contrôle inhibiteur descendant sensoriel et cognitif. Ce travail montre que l’effet de l’âge sur les mécanismes centraux de la régulation de la douleur est loin d’être uniforme. Également, il montre une corrélation entre la modulation endogène de la douleur et l’inhibition cognitive, ces deux processus seraient associés à une même région cérébrale. Ces résultats pourraient contribuer à identifier d’autres méthodes thérapeutiques, ouvrant ainsi une nouvelle avenue vers d’autres options dans la prise en charge des douleurs chroniques chez les personnes vieillissantes.

Resistência à mefloquina do tipo RIII em crianças com malária falciparum em Manaus, AM, Brasil

Relata-se a ocorrência de resistência à mefloquina administrada na dose de 20mg/kg em 51 crianças com malária falciparum atendidas em centro de referência em Manaus, Brasil, no período de outubro a novembro de 1997. Todas as crianças foram avaliadas nos dias 3, 5, 7, 14, 21, 28 e 35 do tratamento, segundo critérios clínico e parasitológico. Foi encontrada uma incidência de resistência RIII de 5,9% (IC 95% variando de 1,5 a 17,2), a razão cura/resistência calculada foi 20:1 e cura/gravidade 62:1. Os dados chamam a atenção para a importância da resistência à mefloquina nesse grupo de crianças.

Modulation du réflexe acoustique de sursaut et de l’inhibition par le prépulse : une comparaison entre les jeunes adultes et les âgés

Une des théories actuellement prépondérante pour expliquer le déclin cognitif observé chez les personnes âgées est une perte généralisée de la fonction inhibitrice. En revanche, de plus en plus d’études révèlent un maintien et même un gain sur le plan émotionnel chez les âgés. Afin de caractériser l’effet de l’âge sur la fonction inhibitrice et sur les émotions, nous avons utilisé le paradigme bien connu du réflexe acoustique de sursaut et de son inhibition par le prépulse, un phénomène reconnu comme reflétant le filtrage sensorimoteur, soit une mesure pré-attentionnelle d’inhibition. Le réflexe acoustique de sursaut est une réponse du corps tout entier à un bruit fort et inattendu et a été mesuré via la magnitude et la latence du clignement des yeux. La présentation d’un son faible (prépulse) quelques millisecondes avant le bruit de sursaut réduit la réponse de sursaut. Deux groupes de participants (jeunes adultes et âgés) ont visionné des images plaisantes, neutres et déplaisantes issues du International Affective Picture System (IAPS), lesquelles étaient associées à des stimuli auditifs évaluant le réflexe acoustique de sursaut et son inhibition par le prépulse. Les résultats démontrent que le réflexe de sursaut est modulé différemment par les émotions chez les jeunes adultes et les âgés. Plus particulièrement, les adultes âgés ont un plus grand réflexe de sursaut que les jeunes adultes lorsqu’ils visionnent des images plaisantes et neutres. Le processus d’inhibition par le prépulse est également modulé différemment par les émotions chez les âgés et les jeunes adultes: les âgés ont une plus grande inhibition du réflexe de sursaut que les jeunes adultes lorsqu’ils visionnent des images plaisantes et déplaisantes, mais ils ne diffèrent pas des jeunes adultes pour les images neutres. Dans l’ensemble, les résultats obtenus ne sont pas compatibles avec une perte d’inhibition chez les adultes âgés, et supportent plutôt un biais émotionnel positif.

HETEROGENEITY IN VIRUS EXPRESSION, TUMORIGENICITY, AND IN VITRO GROWTH PROPERTIES OF DRUG-RESISTANT CLONES OF AN RIII MOUSE MAMMARY TUMOR CELL LINE

Four 8-azaguanine (AG)-resistant and 5-bromodeoxyuridine (BUdR)-resistant clones of a mouse mammary adenocarcinoma cell line, RIII 7387, were developed and analyzed for their tumorigenic properties, in vitro characteristics, and virus expression. These characteristics were analyzed for relationships of any of the cellular parameters and the ability of these lines to produce tumors in syngeneic animals.^ The results of this study demonstrated that the parental line consists of a heterogeneous population of cells. Doubling times, saturation densities, and 2-deoxy-D-glucose uptake varied between sublines. In addition, while all sublines were found to express both B-type and C-type viral antigenic markers, levels of the major B-type and C-type viral proteins varied in the subclones. The sublines also differed markedly in their response to the presence of dexamethasone, glutathione, and insulin in the tissue culture medium.^ Variations in retrovirus expression were convirmed by electron microscopy. Budding and extracellular virus particles were seen in the majority of the cell lines. Virus particles in one of the BUdR-resistant lines, BUD9, were found however, only in inclusions and vacuoles. The AG-resistant subline AGE11 was observed to be rich in intracytoplasmic A particles. The examination of these cell lines for the presence of retroviral RNA-dependent DNA polymerase (RT) activity revealed that some B-type RT activity could be found in the culture fluid of most of the cell lines but that little C-type RT activity could be found suggesting that the C-type virus particles expressed by these RIII clones contain a defective RT.^ Tumor clones also varied in their ability to form tumors in syngeneic RIII mice. Tumor incidence ranged from 50% to 100%. The majority of the tumors regressed within 30 days post infection.^ Statistical analysis indicated that while these clones varied in their characteristics, there was no correlation between the ability of these cell lines to form tumors in syngeneic mice and any of the other characteristics examined.^ These studies have confirmed and extended the growing evidence that tumors, regardless of their natural origin, consist of heterogeneous subpopulations of cells which may vary widely in their in vitro growth behavior, their antigenic expression, and their malignant properties. ^

Administration of Mycobacterium leprae rHsp65 Aggravates Experimental Autoimmune Uveitis in Mice

The 60kDa heat shock protein family, Hsp60, constitutes an abundant and highly conserved class of molecules that are highly expressed in chronic-inflammatory and autoimmune processes. Experimental autoimmune uveitis [EAU] is a T cell mediated intraocular inflammatory disease that resembles human uveitis. Mycobacterial and homologous Hsp60 peptides induces uveitis in rats, however their participation in aggravating the disease is poorly known. We here evaluate the effects of the Mycobacterium leprae Hsp65 in the development/progression of EAU and the autoimmune response against the eye through the induction of the endogenous disequilibrium by enhancing the entropy of the immunobiological system with the addition of homologous Hsp. B10. RIII mice were immunized subcutaneously with interphotoreceptor retinoid-binding protein [IRBP], followed by intraperitoneally inoculation of M. leprae recombinant Hsp65 [rHsp65]. We evaluated the proliferative response, cytokine production and the percentage of CD4(+)IL-17(+), CD4(+)IFN-gamma(+) and CD4(+)Foxp3(+) cells ex vivo, by flow cytometry. Disease severity was determined by eye histological examination and serum levels of anti-IRBP and anti-Hsp60/65 measured by ELISA. EAU scores increased in the Hsp65 group and were associated with an expansion of CD4(+)IFN-gamma(+) and CD4(+)IL-17(+) T cells, corroborating with higher levels of IFN-gamma. Our data indicate that rHsp65 is one of the managers with a significant impact over the immune response during autoimmunity, skewing it to a pathogenic state, promoting both Th1 and Th17 commitment. It seems comprehensible that the specificity and primary function of Hsp60 molecules can be considered as a potential pathogenic factor acting as a whistleblower announcing chronic-inflammatory diseases progression.

Diffuse analgesic effects of unilateral repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in healthy volunteers

We investigated the analgesic effects of unilateral repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) of the motor cortex (M1) or dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) in two models of experimental pain in healthy volunteers. Two studies were carried out in parallel in two groups of 26 paid healthy volunteers. The effects of active or sham rTMS (frequency, 10 Hz; intensity, 80% resting motor threshold) applied to the right M1 or DLPFC were compared in a double-blind randomized cross-over design. In the first series of experiments, we analyzed the effects of rTMS on thermal (heat and cold) detection and pain thresholds measured on both hands and the left foot, by standardized quantitative sensory testing methods. In the second series of experiments, we measured the effects of M1 or DLPFC rTMS on the threshold and recruitment curves of the RIII nociceptive reflex evoked by ipsilateral electrical stimulation of the sural nerve and recorded on the biceps femoris of both lower limbs. In both studies, measurements were taken before and up to 60 min after the end of rTMS. Active rTMS of both M1 and DLPFC significantly increased the thermal pain thresholds, measured for both hands and the left foot, this effect being most marked for cold pain. These effects, which lasted at least 1 h after rTMS, were selective because they were not associated with changes in non-painful thermal sensations. By contrast, the second study showed that rTMS of M1 or DLPFC had no significant effect on the threshold or recruitment curve of the nociceptive flexion RIII reflex. Our findings demonstrate that unilateral rTMS of M1 or DLPFC induces diffuse and selective analgesic effects in healthy volunteers. The lack of effect on the RIII reflex suggests that such analgesic effects may not depend on the activation of descending inhibitory systems. (C) 2009 International Association for the Study of Pain. Published by Elsevier B. V. All rights reserved.

Identification of a myeloid committed progenitor as the cancer-initiating cell in acute promyelocytic leukemia

Acute promyelocytic leukemia (APL) is characterized by a block in differentiation and accumulation of promyelocytes in the bone marrow and blood. The majority of APL patients harbor the t(15: 17) translocation leading to expression of the fusion protein promyelocytic-retinoic acid receptor alpha. Treatment with retinoic acid leads to degradation of promyelocytic-retinoic acid receptor alpha protein and disappearance of leukemic cells; however, 30% of APL patients relapse after treatment. One potential mechanism for relapse is the persistence of cancer ""stem"" cells in hematopoietic organs after treatment. Using a novel sorting strategy we developed to isolate murine myeloid cells at distinct stages of differentiation, we identified a population of committed myeloid cells (CD34(+), c-kit(+), Fc gamma RIII/II(+), Gr1(int)) that accumulates in the spleen and bone marrow in a murine model of APL. We observed that these cells are capable of efficiently generating leukemia in recipient mice, demonstrating that this population represents the APL cancer-initiating cell. These cells down-regulate the transcription factor CCAAT/enhancer binding protein alpha (C/EBP alpha) possibly through a methylation-dependent mechanism, indicating that C/EBP alpha deregulation contributes to transformation of APL cancer-initiating cells. Our findings provide further understanding of the biology of APL by demonstrating that a committed transformed progenitor can initiate and propagate the disease. (Blood. 2009; 114: 5415-5425)

A randomized clinical trial with high dose of chloroquine for treatment of Plasmodium falciparum malaria in Brazil

This clinical trial compared parasitological efficacy, levels of in vivo resistance and side effects of oral chloroquine 25 mg/Kg and 50 mg/Kg in 3 days treatment in Plasmodium falciparum malaria with an extended followed-up of 30 days. The study enroled 58 patients in the 25 mg/Kg group and 66 in the 50 mg/Kg group. All eligible subjects were over 14 years of age and came from Amazon Basin and Central Brazil during the period of August 1989 to April 1991. The cure rate in the 50 mg/Kg group was 89.4% on day 7 and 71.2% on day 14 compared to 44.8% and 24.1% in the 25 mg/Kg group. 74.1% of the patients in the 25 mg/Kg group and 48.4% of the patients in the 50 mg/Kg group had detectable parasitaemia at the day 30. However, there was a decrease of the geometric mean parasite density in both groups specially in the 50 mg/Kg group. There was 24.1% of RIII and 13.8% of RH in the 25 mg/Kg group. Side effects were found to be minimum in both groups. The present data support that there was a high level resistance to chloroquine in both groups, and the high dose regimen only delayed the development of resistance and its administration should not be recommended as first choice in malaria P. falciparum therapy in Brazil.