Soutenance de thèse de Mostafa SEBLANI

La lésion traumatique de la moelle épinière est une des atteintes dévastatrices qui entraîne des handicaps sévères et des déficits fonctionnels. Alors que la lésion primaire survient de manière inattendue et résulte de la force mécanique initiale, la lésion secondaire résulte d'une cascade d'événements débutant quelques secondes après le traumatisme initial et se prolongeant pendant plusieurs mois. Bien que les deux lésions soient impliquées dans la dysfonction neurologique, les efforts de recherche sont axés sur la compréhension de la physiopathologie des dommages secondaires afin de réduire des pertes fonctionnelles ultérieures. La lésion secondaire consiste en une série d’évènements moléculaires, biochimiques, cellulaires, vasculaires et inflammatoires. La formation d'oedème est l'un des premiers événements de la phase aiguë de la lésion secondaire, parallèlement à la nécrose, l'hémorragie, l'excitotoxicité et le début de l'infiltration des cellules immunitaires circulantes. L'oedème contribue à la déstabilisation du microenvironnement du site lésionnel, la perturbation de l'homéostasie tissulaire, et l’augmentation de la pression intra-spinale, ce qui se traduit par une perte supplémentaire de cellules. Au cours du temps, de nombreuses stratégies neuroprotectrices ont été mises en oeuvre pour limiter la formation précoce de l'oedème. Depuis une dizaine d’années, l'utilisation de stéroïdes pour traiter l'oedème post-traumatique demeure un point de controverse. A part une intervention chirurgicale de décompression, prouvé comme moyen pour limiter les effets de l'oedème après sa formation, à ce jour, il n'existe pas de thérapie efficace pour éviter la formation de l'oedème avant sa formation. Dans ce projet, nous avons adopté une approche pharmacologique immunomodulatrice pour cibler différentes voies d'oedème post-traumatique chez les rats. En favorisant le choix d’une stratégie de repositionnement de médicaments, nous avons étudié les effets de deux molécules, déjà approuvées par la FDA, sur la réduction de l'oedème. Le cromoglycate de sodium (SCG), une molécule anti-inflammatoire qui réduit la dégranulation des mastocytes, est suggéré d'avoir des effets immunomodulateurs pour réduire la perturbation de la barrière hémato-spinale impliquée dans la formation d'oedème vasogénique. Le trifluopérazine (TFP), un antagoniste de la calmoduline, est suggérée de réduire la surexpression d'AQP4 et délocaliser l'aquaporine-4 fonctionnelle (AQP4) sur les extrémités astrocytaires par internalisation vésiculaire. L'activité d'AQP4 est impliquée dans la formation d'oedème cytotoxique. Les résultats de cette étude ont révélé que chacune de ces molécules, particulièrement le TFP, aboutit à des effets immunomodulateurs et neuroprotecteurs après la lésion. De plus, la combinaison de SCG et de TFP montre des effets synergiques sur l'épargne tissulaire en réduisant la perte de la matière blanche et en améliorant la communication intersegmentaire. Des investigations supplémentaires restent nécessaires pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents et optimiser les doses, la durée du traitement, et les voies d'administration avant de passer aux essais cliniques.

Traumatic spinal cord injury is one of the most devastating conditions resulting in severe functional disabilities. The pathophysiology of traumatic SCI involves primary and secondary lesions. The former happens unexpectedly and is caused by the initial mechanical forces, while the latter is due to a cascade of events starting a few seconds after the initial trauma and lasting for months later. Though both lesions are involved in neurological dysfunction, research efforts are focused on understanding the pathophysiology of the secondary damage to reduce the amount of delayed function loss. The secondary injury consists of a series of molecular, biochemical, cellular, vascular, and inflammatory changes. It is subdivided into three distinct but overlapping temporal phases: the acute phase, followed by the intermediate phase, and stabilized in the chronic phase. One of the early events in the acute phase is edema formation, which occurs alongside necrosis, hemorrhage, excitotoxicity, and the initiation of immune cell infiltration. Edema contributes to secondary damage and cellular death by destabilizing the microenvironment of the injury site, disturbing the tissue homeostasis, and increasing intraspinal pressure. Over years numerous neuroprotective strategies have been implemented to limit early edema formation. In the past decade, the use of steroids to treat posttraumatic edema has been controversial. Besides early surgical decompression management, which limits edema effects once formed, currently, there are no effective therapies to avoid edema formation causa prima. In this research project, we employed a pharmacological immunomodulatory approach to target different pathways of posttraumatic edema in rats. Using a drug repurposing strategy, we examined the effects of two FDA-approved molecules on edema reduction during this peak. Sodium cromoglycate (SCG), an anti-inflammatory drug that reduces mast cells degranulation, is suggested to have immunomodulatory effects reduce the disruption of the blood-spinal cord barrier involved in vasogenic edema formation. Trifluoperazine (TFP), a calmodulin antagonist, is suggested to reduce AQP4 overexpression and delocalize functional aquaporin-4 (AQP4) on astrocytic endfeet by vesicular internalization. AQP4 activity is involved in cytotoxic edema formation. The findings of this study revealed that the separate use of each molecule, particularly trifluoperazine, showed functional neuroprotective effects after the injury. Furthermore, the combination of SCG and TFP showed synergetic effects on tissue sparing by reducing white matter loss and enhancing intersegmental communication. Further investigations are still needed to better understand the underlying mechanisms and optimize doses, timing, and delivery routes before proceeding to clinical trials.