Orientador: Carlos Amilcar Parada

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: A liberação de Interleucina-1? (IL-1?) no tecido periférico estimula a síntese de Prostaglandinas (PGs), especialmente, da Prostaglandina-E2 (PGE2), que leva a sensibilização dos nociceptores aferentes primários induzindo a hiperalgesia inflamatória. Recentemente demonstramos que a IL-1?...

Resumo: A liberação de Interleucina-1? (IL-1?) no tecido periférico estimula a síntese de Prostaglandinas (PGs), especialmente, da Prostaglandina-E2 (PGE2), que leva a sensibilização dos nociceptores aferentes primários induzindo a hiperalgesia inflamatória. Recentemente demonstramos que a IL-1? pode ativar diretamente o receptor de Interleucina-1 (IL-1R) do nociceptor aferente periférico e levar a liberação de PGE2 associada ao desenvolvimento da hiperalgesia. A IL-1? também é liberada no Gânglio da Raiz Dorsal (GRD), entretanto a função que a IL-1? desempenha no GRD para o desenvolvimento da hiperalgesia inflamatória ainda não está clara. Portanto, o objetivo deste estudo foi investigar se a liberação de IL-1? e a ativação do Receptor de Interleucina-1 Tipo I (IL-1RI) no GRD estão envolvidos no desenvolvimento da hiperalgesia inflamatória. A administração de IL-1Ra (antagonista natural de receptor IL- 1, 6 ?g) no GRD de ratos preveniu a hiperalgesia mecânica (avaliada por meio do von Frey Eletrônico) induzida pela administração intraplantar (i.pl) de Adjuvante Completo de Freund (CFA, 100 ?L), Carragenina (Cg, 100 ?g) ou IL-1? (0,5 pg), mas não pela administração i.pl de PGE2 (100 ng), avaliadas 3 horas após suas administrações. Além disso, a administração i.pl periférica de CFA ou Cg aumentaram as concentrações de IL-1? (avaliadas por ELISA) no GRD. O tratamento ganglionar (GRD-L5) com oligonucleotídeo (ODN) antisense contra IL-1RI (30 ?g/dia durante 4 dias) reduziu de maneira significativa a expressão de IL-1RI no GRD-L5 e a hiperalgesia mecânica induzida por CFA, Cg e IL-1?, mas não pela PGE2, administradas no tecido periférico da pata. Também verificamos a hipótese de que a prévia ativação do receptor neuronal, IL-1RI, no tecido periférico é importante para a liberação de IL-1? no GRD e para a subsequente hiperalgesia induzida por PGE2. A IL-1? (0,5 pg/pata) co-administrada com a dose sub-limiar de PGE2 (10 ng/pata) em patas traseiras tratadas com indometacina induziu uma proeminente hiperalgesia, que foi prevenida pelo prétratamento com ODN antisense contra IL-1RI ou IL-1Ra (6 ?g) administrados no GRD. Além disso, o IL-1Ra reduziu a expressão de COX-2 em células do GRD. Para confirmar a ativação do IL-1RI em células do GRD, administramos Cg ou CFA no tecido periférico o que levou ao aumentou da expressão de IRAK-1 e IRAK-4 em células do GRD. Os resultados deste estudo sugerem que o desenvolvimento da hiperalgesia inflamatória depende da ativação do receptor IL-1RI neuronal no tecido periférico que, em partes, induz a liberação de IL-1? no GRD e subsequente ativação da COX-2. Os dados aqui apresentados oferecem novas perpectivas sobre a participação das células do GRD nos mecanismos envolvidos na hiperalgesia inflamatória e revelam novos e interessantes alvos para o controle das hiperalgesias inflamatórias

Abstract: The release of Interleukin-1? (IL-1?) in the peripheral tissue stimulates the synthesis of Prostaglandins, specially, Prostaglandin-E2 (PGE2) that ultimately sensitize the peripheral afferent nociceptor inducing inflammatory hyperalgesia. We have recently demonstrated that IL-1? can...

Abstract: The release of Interleukin-1? (IL-1?) in the peripheral tissue stimulates the synthesis of Prostaglandins, specially, Prostaglandin-E2 (PGE2) that ultimately sensitize the peripheral afferent nociceptor inducing inflammatory hyperalgesia. We have recently demonstrated that IL-1? can directly activate IL-1R receptor of peripheral afferent nociceptor to induce release of PGE2 associated to development of hyperalgesia. IL-1? is also released in Dorsal Root Ganglion (DRG), however the role that IL-1? in DRG plays to development of inflammatory hyperalgesia is not yet elucidated. Therefore, the aim of this study was to investigate whether IL-1? released in the DRG and the activation of Interleukin-1 Receptor Type I (IL-1RI) is involved in the development of the inflammatory hyperalgesia. Administration of IL-1Ra (IL-1 receptor antagonist, 6 ?g) in the DRG of rats prevented the mechanical hyperalgesia (measured with Electronic von Frey) induced by intraplantar (i.pl) administration of Complete Freund's Adjuvant (CFA, 100 ?L), Carrageenan (Cg, 100 ?g) or IL- 1? (0.5 pg), but not by PGE2 (100 ng), measured 3 hours after their administrations. Also, peripheral i.pl administration of CFA or Cg induced an increase in IL-1? concentrations (measured by ELISA) in the DRG. Ganglionar (DRG-L5) treatment with oligonucleotides (ODN) antisense against IL-1RI (30 ?g/day for four days) reduced the expression of IL-1RI in the DRG-L5 and the mechanical hyperalgesia induced by CFA, Cg, and IL-1?, but not by PGE2 administered in peripheral tissue. We also verified the hypothesis that previous activation of neuronal IL-1RI in the peripheral tissue is important to the release of IL-1? in the DRG and to the subsequent PGE2-induced hyperalgesia. IL-1? (0.5 pg/paw) co-administrated with a sub-threshold dose of PGE2 (10 ng/paw), in hind paws treated with indomethacin, greatly induces hyperalgesia, which was prevented by pre-treatment with ODN antisense against IL-1RI or IL-1Ra (6 ?g) administrated in DRG. Also, IL-1Ra administrations reduced the COX-2 expression in DRG cells. To confirm IL-1RI activation in DRG cells, it was observed that IRAK-1 and IRAK-4 expression was increased in DRG neurons after administration of Cg or CFA in the peripheral tissue. These findings suggest that the development of inflammatory hyperalgesia depends on neuronal IL-RI activation in the peripheral tissue that, in turn, induces the release of IL- 1? in the DRG and subsequent COX-2 activation. These data provide new insights about the participation of DRG cells in the mechanisms underlying inflammatory hyperalgesia and reveal new interesting targets to control inflammatory hyperalgesia