Les canaux ioniques polymodaux de la famille TRP, comme TRPV1, sont des cibles pharmacologiques majeures, en raison de leur rôle dans la détection et la réponse aux stimuli externes tels que les variations de température, les forces mécaniques (shear stress) et les ligands chimiques. Leur sélectivité ionique et leur pharmacologie sont influencées par ces stimuli, mais les mécanismes moléculaires exacts restent encore mal compris. De plus, les approches classiques pour leur étude, telles que le patch-clamp ou les sondes fluorescentes, ne permettent pas une analyse directe et multiparamétrique en temps réel.

Dans ce contexte, cette thèse vise à exploiter le potentiel de sondes basées sur la technique du Transfert d'Énergie en Résonance de Bioluminescence (BRET) pour étudier l'impact des contraintes physico-chimiques, notamment la vitesse de variation de température et les forces de cisaillement, sur les canaux TRP tels que TRPV1, TRPM8 et TRPA1. Ces sondes permettent de mesurer en temps réel les changements de conformation des canaux, leur couplage avec des protéines accessoires comme la calmoduline, ainsi que les variations locales des concentrations ioniques (Ca²⁺, K⁺, Na⁺) dans le nano-environnement du pore ionique.

L'objectif principal de cette thèse est d'évaluer si des variations rapides ou lentes de la température et des forces de cisaillement modulent différemment :

• L'activité des canaux TRP.

• La sélectivité ionique (Ca²⁺, K⁺, Na⁺).

• Leur pharmacologie, notamment en réponse à des ligands agonistes ou antagonistes spécifiques.

Dans un premier temps, les sondes BRET seront optimisées pour permettre la détection précise des variations ioniques et des interactions moléculaires des canaux TRP sous différents stimuli physiques. Ensuite, des expériences combinant la variation de température et des focres de cisaillement à différentes vitesses seront réalisées pour examiner leur impact sur la dynamique de fonctionnement et la signature pharmacologique de ces canaux.

Les résultats attendus pourraient non seulement approfondir notre compréhension des mécanismes de modulation des canaux TRP, mais également identifier de nouvelles pistes pour le développement de composés ciblant spécifiquement ces canaux dans des contextes pathophysiologiques variés (douleur chronique, inflammation, etc.).
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Polymodal ion channels of the TRP family, such as TRPV1, are major pharmacological targets due to their role in detecting and responding to external stimuli, including temperature variations, mechanical forces (shear stress), and chemical ligands. Their ion selectivity and pharmacology are influenced by these stimuli, but the exact molecular mechanisms involved remain poorly understood. Moreover, classical approaches for studying these channels, such as patch-clamp or fluorescent probes, do not allow for direct and multiparametric real-time analysis.

In this context, this thesis aims to harness the potential of Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET)-based probes to study the impact of physico-chemical constraints, particularly temperature variation rates and shear forces, on TRP channels such as TRPV1, TRPM8, and TRPA1. These probes enable real-time measurements of conformational changes in the channels, their coupling with accessory proteins like calmodulin, as well as local variations in ionic concentrations (Ca²⁺, K⁺, Na⁺) in the nanoscale environment of the ion pore.

The main objective of this thesis is to evaluate whether rapid or slow variations in temperature and shear forces differentially modulate: • The activity of TRP channels.

• Their ion selectivity (Ca²⁺, K⁺, Na⁺).

• Their pharmacology, particularly in response to specific agonists or antagonists.

Initially, the BRET probes will be optimized to allow precise detection of ionic variations and molecular interactions of TRP channels under various physical stimuli. Subsequently, experiments combining temperature variation and shear forces at different rates will be conducted to examine their impact on the functional dynamics and pharmacological signature of these channels.

The expected results could not only deepen our understanding of the mechanisms modulating TRP channels but also identify new avenues for developing compounds that specifically target these channels in various pathophysiological contexts (chronic pain, inflammation, etc.).
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Début de la thèse : 01/10/2025

Funding category:

Financement sur programme européen