Participação do receptor TRPA1 na hiperalgesia inflamatória induzida pela administração de prostaglandina E2 na pata de ratos

Abstract

Resumo: O receptor ionotropico TRPA1 pertence a superfamilia de receptores TRP (Receptor de Potencial Transitorio), e expresso preferencialmente em neuronios nociceptivos primarios e tem ganhado destaque devido a seu importante papel na conducao da informacao nociceptiva em condicoes inflamatorias. A lesao tecidual associada a inflamacao determina a sintese e a liberacao de mediadores inflamatorios que induzem a sensibilizacao dos neuronios nociceptivos primarios, levando a hiperalgesia, caracterizada pelo aumento da reposta a um determinado estimulo. Esse fenomeno e comum a todas as dores de origem inflamatoria e os mecanismos envolvidos na participacao do receptor TRPA1 nesse processo de sensibilizacao ainda sao pouco conhecidos. Entre os mediadores inflamatorios liberados no sitio da lesao as prostaglandinas, especialmente as da serie E2, tem papel chave no processo de sensibilizacao inflamatoria. A hiperalgesia induzida pela prostaglandina E2 (PGE2) e mediada pela ativacao de seus receptores acoplados a proteina G e depende da formacao de AMPc (adenosina monofosfato ciclico) e subsequente ativacao das proteinas quinases A (pKA) e C epsilon (pKCƒÃ). Como o TRPA1 pode ser ativado em resposta a ativacao de receptores de mediadores inflamatorios e ja foi demonstrado que, pelo menos a pKA, e capaz de ativar o TRPA1 in vivo, e possivel que o TRPA1 desempenhe papel relevante na hiperalgesia inflamatoria induzida por prostaglandinas. Portanto, o primeiro objetivo desse trabalho foi investigar a participacao do TRPA1 no processo de sensibilizacao do nociceptor primario induzido pela PGE2. O segundo objetivo foi identificar o mecanismo responsavel pela ativacao do TRPA1 durante o processo de sensibilizacao induzido pela PGE2. O bloqueio farmacologico do receptor TRPA1 por seu antagonista especifico HC 030031 (1200 ƒÊg) diminuiu significativamente e o tratamento intratecal com ODN-antisense contra TRPA1 (5 nmol por dia, durante 4 dias) bloqueou a hiperalgesia mecanica induzida pela administracao de PGE2 (100 ng) na pata de ratos. O tratamento intratecal com ODN-antisense bloqueou a expressao do receptor TRPA1 em celulas do ganglio da raiz dorsal (L5 e 6) relativas ao campo receptivo periferico onde a PGE2 foi administrada. O bloqueio farmacologico do receptor TRPA1, pela administracao de seu antagonista seletivo ou a diminuicao de sua expressao neuronal atraves da administracao de ODN-antisense nao afetou o limiar nociceptivo mecanico, avaliado apos administracao de NaCl 0,9%. Como alguns trabalhos sugerem que o TRPA1 pode ser ativado por estimulos mecanicos e, no presente estudo, utilizamos um teste comportamental no qual um estimulo mecanico e utilizado para avaliar a hiperalgesia inflamatoria, foi necessario excluir a possibilidade de que o TRPA1 mediasse apenas a sensibilizacao inflamatoria evidenciada por estimulacao mecanica. Para isso, utilizamos tambem um estimulo quimico: uma baixa dose de capsaicina. A nocicepcao induzida pela administracao de capsaicina (0,5 ƒÊg) na pata foi significativamente aumentada pela administracao previa (3 horas antes) de PGE2. O bloqueio farmacologico do receptor TRPA1, atraves da administracao de seu antagonista, reverteu ompletamente a sensibilizacao induzida pela PGE2, enquanto nao afetou a nocicepcao induzida pela capsaicina por si so. Esses dados nos permitem concluir que independentemente da participacao do TRPA1 na transducao do estimulo mecanico, este receptor definitivamente esta envolvido na sensibilizacao inflamatoria dos neuronios nociceptivos primarios. A administracao intraplantar de PGE2 nao aumentou significativamente a expressao do TRPA1 em celulas do ganglio da raiz dorsal (L5 e 6). Para identificar o mecanismo envolvido na participacao do receptor TRPA1 no processo de sensibilizacao induzido pela PGE2 utilizamos os mediadores que atuam nos diferentes estagios da cascata de eventos intracelulares induzida pela PGE2 e verificamos o efeito do bloqueio do TRPA1 na resposta hiperalgesica de cada um deles. O bloqueio farmacologico do receptor TRPA1 por seu antagonista seletivo diminuiu ignificativamente a hiperalgesia induzida pela administracao de AMPc, pKA ou pKCƒÃ. O tratamento intratecal com ODN-antisense contra TRPA1 diminuiu significativamente a hiperalgesia induzida pela administracao de pKA ou pKCƒÃ. Como o aumento do AMPc precede a ativacao da pKA, que posteriormente se traduz na ativacao da pKCƒÃ, nao se sabe se cada um desses mediadores ativa o TRPA1 paralelamente ou se a ativacao do TRPA1 e mediada exclusivamente pela isoforma epsilon da pKC. Em conjunto, esses dados demonstram que o receptor TRPA1 e essencial para a hiperalgesia induzida pela PGE2 e sugerem que o bloqueio desse receptor pode ser uma boa estrategia terapeutica para tratamento e controle da dor inflamatoria.

Abstract: The ionotropic receptor TRPA1 belongs to the superfamily of TRP channels, is expressed mainly in nociceptive C fibers and has received increased attention due to its central role in inflammatory nociceptive mechanisms. Tissue injury during inflammation leads to the synthesis and release of inflammatory mediators that sensitizes primary nociceptive neurons. This condition is called hyperalgesia and is characterized by an increased response to low intensity stimuli. Among inflammatory mediators, prostaglandins, especially those of the E2 series, have a central role in nociceptor sensitization. Prostaglandin E2 (PGE2)-induced hyperlagesia is mediates by activation of its selective G protein coupled receptors and depends of cAMP (cyclic adenosine monophosphate) formation and subsequent activation of protein kinase A (pKA) and C epsilon (pKCƒÃ). In this study we asked if TRPA1 mediates PGE2-induced hyperalgesia, and if so, what the mechanisms involved. The pharmacological blocked of TRPA1 by its specific antagonist (HC 030031, 1200 ƒÊg) significantly decreased PGE2 (100 ng)-induced mechanical hyperalgesia in the rat Ls paw. The treatment with ODN-antisense (intrathecal administration of 5 nmol per day during four days) significantly decreased TRPA1 expression in dorsal root ganglia cells (L5-6) and blocked PGE2-induced hyperalgesia. The treatment with ODNantisense or with the TRPA1 antagonist did not affect basal mechanical nociceptive threshold. Since some studies suggested that TRPA1 may be gated by mechanical stimuli, we used a chemical (a small dose of capsaicin) in addition to the mechanical stimulus to verify the participation of TRPA1 in PGE2-induced sensitization. The nociception induced by capsaicin (0,5 ƒÊg) was significantly increased by the previous administration of PGE2 (100 ng, three hours before). This PGE2-induced sensitization was blocked by the co- administration of the TRPA1 receptor antagonist, which have no effect by itself on capsaicin-induced nociception. This finding demonstrated that independently of the role of TRPA1 in mechanical stimuli transduction, this receptor mediates PGE2-induced inflammatory sensitization. The administration of PGE2 in the rat Ls paw did not increase significantly TRPA1 expression in dorsal root ganglia cells (L5-6). To identify the mechanism underlying TRPA1 activation during PGE2- induced hyperalgesia, we have used the intracellular mediators involved in PGE2 signaling. The pharmacological blocked of TRPA1 by its selective antagonist significantly decreased cAMP, pKA or pKCƒÃ-induced mechanical hyperalgesia in the rat Ls paw. The treatment with ODN-antisense significantly decreased pKA or pKCƒÃ- induced mechanical hyperalgesia in the rat Ls paw. Since the increase in cAMP leads to pKA activation, which activates pKCƒÃ, it was not possible to determine if each one of this mediators contribute to TRPA1 activation or if it is induced only by pKCƒÃ. The findings of this study demonstrated that TRPA1 receptor is essential to PGE2-induced hyperalgesia and suggest that future herapeutic strategies based on TRPA1 blockade may be useful in the treatment of inflammatory pain.