Modèles animaux pour la douleur arthrosique

• FACT SHEET No. 4
Modèles animaux pour la douleur arthrosique
Victoria Chapman, BSc, PhD
Les modèles animaux permettent la recherche des mécanismes derrière la douleur arthrosique et
aident à développer de nouveaux traitements. Toutefois, les modèles d’arthrose ont été très
développés pour refléter la pathologie structurelle, et ont été validés depuis peu comme modèles de
la douleur arthrosique humaine explorée en détails. Les différences entre les modèles de douleur
arthrosique reflètent les différences d’expériences douloureuses entre les patients avec de
l’arthrose.
Les animaux développent de l’arthrose spontanément - par exemple, le cochon d’Inde Dunkin
Hartley, les souris STR/ort, les chiens, les chevaux. Toutefois, la progression du développement peut
être imprévisible, ou les contrôles appropriés sont indisponibles. Les modèles chirurgicaux (e.g.,
rupture méniscale et/ou du ligament croisé, ou déstabilisation articulaire) et les modèles chimiques
(e.g., injection intra-articulaire de moniiodoacétate de sodium) d’arthrose ont été développés pour
rechercher les mécanismes sous-tendant la physiopathologie et la douleur de l’arthrose. A des
stades plus évolués, ces modèles possèdent les caractéristiques d’une arthrose humaine établie
(ostéophytes, lésions cartilagineuses, remodelage osseux sous-chondral, comportement
douloureux), alors que les stades précoces peuvent différer entre les modèles et l’Homme.
L’arthrose est une maladie chronique, et donc les modèles de douleur aiguë inflammatoire (e.g.,
après injection intra-plantaire ou intra-articulaire de caragénine) ont un intérêt translationnel limité
à l’arthrose humaine. Les modèles d’inflammation articulaire chronique, soit mono-articulaires (e.g.,
après injection intra-articulaire d’adjudant complet de Freund (ACF) chez des animaux sensibilisés ou
d’albumine sérique bovine méthylée) ou d’arthrite polyarticulaire (e.g., modèles d’arthrite induite
par le collagène ou d’injection systémique de ACF), sont aussi utilisés pour étudier les mécanismes
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sous-tendant la douleur articulaire et peuvent avoir un intérêt pour certaines dimensions de la
douleur arthrosique.
Les modèles marins et de rat d’arthrose du genou montre une asymétrie d’appui, ressemblant à la
tendance des patients à éviter l’appui sur un genou arthrosique. De plus, ces modèles montrent une
diminution des seuils de retrait de la patte lors de stimulation mécanique ponctiforme, ressemblant
à la diminution des seuils douloureux mécaniques qui sont observés à distance de l’articulation
arthritique chez les personnes avec une arthrose de genou.
D’autres objectifs comportementaux, incluant la diminution de la force de préhension d’une patte
arrière, des modifications dans le comportement inné (comme le fait de creuser), et la vocalisation à
la pression directe ou l’application d’une torsion à l’articulation arthritique, sont interprétés comme
un signe de douleur dans ces modèles chez le rat. Le comportement douloureux arthritique chez le
chien et d’autres grands animaux ont largement été évalués par l’analyse de la démarche. Même si
ces modifications de réponses comportementales sont interprétées comme un signe de douleur
arthrosique, il doit être gardé à l’esprit que certains de ces comportements, comme la modification
de la démarche, sera influencé par d’autres facteurs, comme l’instabilité articulaire et les altérations
de la proprioception.
Les modèles animaux de douleur arthrosique ont été utilisés pour explorer les modifications
fonctionnelles, cellulaires, et biochimiques au sein des voies de la douleur, de l’articulation au
cerveau. Ces modèles de douleur arthrosique montrent à la fois une sensibilisation périphérique et
centrale, comme cela est retrouvé par l’électrophysiologie. L’inflammation articulaire, entrainée par
l’augmentation des médiateurs pro-inflammatoires, comme les cytokines et les facteurs de
croissance, contribue à la sensibilisation des afférences sensitives et à l’augmentation des signaux
nociceptifs en provenance de l’articulation. Des modifications de l’expression de gènes dans les
corps cellulaires des fibres sensitives, des modifications de la libération de neuromodulateurs, des
des interactions neuroimmunitaires avec la microglie et les astrocytes dans la moelle épinière sont
associés au comportement douloureux dans l’arthrose. Les modèles de douleur arthrosique sont
actuellement utilisés pour explorer la contribution de la facilitation descendante et de l’inhibition de
la régulation de l’excitabilité spinale associée à l’arthrose.
La validité translationnelle des modèles animaux d’arthrose et le développement de nouveaux
analgésiques pour une utilisation ultérieure chez l’Homme restent à établir. La démonstration que
les antalgiques montrant une efficacité dans des études cliniques randomisées chez des patients
avec arthrose, réduisent également le comportement douloureux dans les modèles animaux, est en
faveur de l’utilité de ces modèles. De plus, les nouvelles stratégies analgésiques actuellement en
développement clinique, comme le blocage du facteur de croissance des nerfs, réduisent le
comportement douloureux dans des modèles animaux. Toutefois, la validité translationnelle reste
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limitée, et plusieurs médicaments ont montré leur efficacité dans des modèles animaux mais n’ont
pas réussi à montrer une efficacité significative pour améliorer la douleur chez l’Homme. Diverses
améliorations des modèles animaux et de leur évaluation, autant qu’une meilleure compréhension
de quel sous-groupe de phénotype clinique d’arthrose est modélisé par un modèle animal
particulier, amélioreront leur utilité translationnelle dans le futur.
References
Malfait AM, Little CB, McDougall JJ (2013) A commentary on modelling osteoarthritis pain in small animals.
Osteoarthritis Cartilage 21(9):1316-26. doi: 10.1016/j.joca.2013.06.003.
Sagar DR, Suokas AK, Kelly S, Walsh DA and Chapman V. (2014) Mechanisms of Nociception in Models of
Osteoarthritic Pain. In Musculoskeletal Pain: Basic Mechanisms and Implications Edited by Thomas GravenNielsen and Lars Arendt-Nielsen. 2014 IASP Press, Washington D.C.
Suokas AK, Sagar DR, Mapp PI, Chapman V, Walsh DA. (2014)
Design, study quality and evidence of analgesic efficacy in studies of drugs in models of OA pain: a systematic
review and a meta-analysis. Osteoarthritis Cartilage. 22(9):1207-23. doi: 10.1016/j.joca.2014.06.015.
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