Tratamento intracerebroventricular com resiniferatoxina e testes de dor em camundongos
Summary
O receptor transitório potencial vanilloide tipo 1 (TRPV1) na região supraspinal tem sido sugerido para desempenhar alguns papéis na função cerebral. Descrito aqui é um protocolo para injeção intracerebroventricular de resiniferatoxina para dessensibilização trpv1 supraspinal em camundongos. Procedimentos para alguns exames de dor também são apresentados.
Abstract
O receptor transitório potencial vanilloide tipo 1 (TRPV1), um canal termosensível de ção, é conhecido por desencadear dor nos nervos periféricos. Além de sua função periférica, seu envolvimento em funções cerebrais também tem sido sugerido. A resiniferatoxina (RTX), um agonista ultrapotente TRPV1, é conhecida por induzir a dessensibilização a longo prazo do TRPV1, e essa dessensibilização tem sido uma abordagem alternativa para investigar a relevância fisiológica das células que expressam TRPV1. Aqui descrevemos um protocolo para tratamento intracerebroventricular (i.c.v.) com RTX em camundongos. Os procedimentos são descritos para testar a nocicepção à estimulação TRPV1 periférica (teste RTX) e à estimulação mecânica (teste de pressão da cauda) seguida. Embora as respostas nociceptivas dos camundongos que tinham sido administrados RTX i.c.v. fossem comparáveis às dos grupos de controle, os camundongos administrados pela RTX-i.c.v. eram insensíveis ao efeito analgésico do acetaminofeno, sugerindo que o tratamento RTX pode induzir a dessensibilização TRPV1 extraicional-seletiva. Este modelo de mouse pode ser usado como um sistema experimental conveniente para estudar o papel do TRPV1 na função cérebro/supraspinal. Essas técnicas também podem ser aplicadas a estudos das ações centrais de outras drogas.
Introduction
Os animais recebem vários estímulos físicos e químicos de seu ambiente através de sensores nos nervos periféricos. O receptor transitório potencial vanilloide tipo 1 (TRPV1) é um dos canais de cáção termosensíveis e não seletivos que atuam como sensores de calor1,,2, e ativação e/ou modulação do TRPV1 é conhecido por ser um passo fundamental para a nocicepção em contextos normais e inflamatórios3. Embora o padrão geral de expressão seja controverso, a expressão do TRPV1 também tem sido sugerida em regiões supraspinais, estando envolvida em diversas atividades cerebrais (incluindo nocicepção4, termoregulação5,ansiedade6,transtorno do déficit de atenção hiperatividade7e epilepsia8). Além disso, recentemente foi sugerido que o acetaminofeno, um analgésico amplamente utilizado, media a ativação do TRPV1 central para provocar sua ação analgésico9,,10.
A administração do agonista TRPV1 em excesso, incluindo capsaicina e resiniferatoxina (RTX) em animais, leva à morte de neurônios trpv1 positivos e à dessensibilização de longa duração aos agonistas TRPV111,12. Combinada com a aplicação local (intrathecal13,14, intracisternal15,16,17e intraganglional18), esta abordagem de ablação química forneceu uma maneira alternativa de investigar as funções fisiológicas do TRPV1. Recentemente, relatamos que a injeção intracerebroventricular (i.c.v.) de RTX inibe o efeito analgésico do acetaminofeno em camundongos, sugerindo dessensibilização TRPV1 extra-seletiva supraspinal19. Neste manuscrito, apresentamos o protocolo preciso para injeção i.c.v. e testes subsequentes de dor.
A injeção direta de drogas nos ventrículos do cérebro torna possível estudar seus efeitos centrais enquanto minimiza quaisquer efeitos periféricos. O procedimento de injeção i.c.v. apresentado aqui é uma modificação do método relatado por Haley e McCormick20. Este método é simples envolvendo a inserção de uma agulha de injeção nos ventrículos laterais através da sutura coronal e não requer nenhum equipamento especial ou procedimentos cirúrgicos para a cannulação.
A aplicação local periférica de agonistas TRPV1 evoca uma sensação de dor ardente e inflamação neurogênica. Camundongos que são tratados sistematicamente com RTX, e camundongos TRPV1-KO, são insensíveis a esta estimulação13. Realizamos injeção intraplantar de RTX (teste RTX) para confirmar a preservação do TRPV1 periférico em RTX-i.c.v. Ratos. Este método é uma modificação do teste de formalina convencional21.
Foi relatado que camundongos tratados sistematicamente com camundongos RTX e TRPV1-KO mostram um limiar normal para estímulos mecânicos11,,13,22. Aqui apresentamos um procedimento para o teste de pressão da cauda para testar alterações no efeito analgésico do acetaminofeno.
Todos esses procedimentos são ortodoxos e versáteis, e podem ser aplicados em estudos de outras drogas.
Protocol
Representative Results
Discussion
O passo mais crítico nesses experimentos é o sucesso da injeção i.c.v. A técnica de injeção i.c.v. usada aqui é bastante simples, mas requer alguma prática. Antes dos experimentos, recomenda-se a prática com corantes (por exemplo, 0,5% azul trypan em soro fisiológico). Se a injeção for realizada corretamente, uma marca de agulha deve ser evidente na sutura coronal e o corante injetado deve estar presente no ventrículo contralateral e no terceiro ventrículo. Além disso, a inserção forçada deve ser evita…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nenhum.
Materials
| Resiniferatoxin | LKT Laboratories | R1774 | used for s.c./i.c.v. pretreatments and the RTX test |
| Acetaminophen | IWAKI SEIYAKU | gifted from IWAKI SEIYAKU | |
| Pentobarbital sodium salt | Tokyo Chemical Industry | P0776 | used for anesthesia |
| Ethanol (99.5) | Wako Pure Chemical Industries | 057-00456 | used for dissolving RTX |
| Polyoxyethylene(20) Sorbitan Monooleate | Wako Pure Chemical Industries | 161-21621 | used for dissolving RTX |
| 25 mL microsyringe | Hamilton | 1702LT | used for i.c.v. injection |
| 100 mL microsyringe | Hamilton | 1710LT | used for intraplantar injection |
| 26-gauge disposable needle | TERUMO | NN-2613S | used for i.c.v. injection |
| 30-gauge disposable needle | NIPRO | 01134 | used for intraplantar injection |
| Pressure meter | Ugo Basile | Analgesy-Meter Type 7200 | used for tail pressure test |
Referências
- Cavanaugh, D. J., Chesler, A. T., Braz, J. M., Shah, N. M., Julius, D., Basbaum, A. I. Restriction of transient receptor potential vanilloid-1 to the peptidergic subset of primary afferent neurons follows its developmental downregulation in nonpeptidergic neurons. J Neurosci. 31 (28), 10119-10127 (2011).
- Caterina, M. J., Schumacher, M. A., Tominaga, M., Rosen, T. A., Levine, J. D., Julius, D. The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway. Nature. 389 (6653), 816-824 (1997).
- Caterina, M. J., et al. Impaired nociception and pain sensation in mice lacking the capsaicin receptor. Science. 288 (5464), 306-313 (2000).
- Starowicz, K., et al. Tonic endovanilloid facilitation of glutamate release in brainstem descending antinociceptive pathways. The Journal of neuroscience the official journal of the Society for Neuroscience. 27 (50), 13739-13749 (2007).
- Gavva, N. R., et al. The vanilloid receptor TRPV1 is tonically activated in vivo and involved in body temperature regulation. The Journal of neuroscience the official journal of the Society for Neuroscience. 27 (13), 3366-3374 (2007).
- Marsch, R., et al. Reduced anxiety, conditioned fear, and hippocampal long-term potentiation in transient receptor potential vanilloid type 1 receptor-deficient mice. Journal of Neuroscience. 27 (4), 832-839 (2007).
- Tzavara, E. T., et al. Endocannabinoids activate transient receptor potential vanilloid 1 receptors to reduce hyperdopaminergia-related hyperactivity: Therapeutic implications. Biological Psychiatry. 59 (6), 508-515 (2006).
- Nazıroğlu, M., Övey, &. #. 3. 0. 4. ;. S. Involvement of apoptosis and calcium accumulation through TRPV1 channels in neurobiology of epilepsy. Neurociência. 293, 55-66 (2015).
- Mallet, C., et al. TRPV1 in brain is involved in acetaminophen-induced antinociception. PloS one. 5 (9), 1-11 (2010).
- Barrière, D. A., et al. Fatty acid amide hydrolase-dependent generation of antinociceptive drug metabolites acting on TRPV1 in the brain. PloS one. 8 (8), e70690 (2013).
- Jancsó, G., Kiraly, E., Jancsó-Gábor, A. Pharmacologically induced selective degeneration of chemosensitive primary sensory neurones. Nature. 270 (5639), 741-743 (1977).
- Szallasi, A., Blumberg, P. M. Vanilloid receptor loss in rat sensory ganglia associated with long term desensitization to resiniferatoxin. Neuroscience Letters. 140 (1), 51-54 (1992).
- Cavanaugh, D. J., et al. Distinct subsets of unmyelinated primary sensory fibers mediate behavioral responses to noxious thermal and mechanical stimuli. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (22), 9075-9080 (2009).
- Jeffry, J. A., Yu, S. Q., Sikand, P., Parihar, A., Evans, M. S., Premkumar, L. S. Selective targeting of TRPV1 expressing sensory nerve terminals in the spinal cord for long lasting analgesia. PLoS ONE. 4 (9), e7021 (2009).
- Jancsó, G. Intracisternal capsaicin: selective degeneration of chemosensitive primary sensory afferents in the adult rat. Neuroscience letters. 27 (1), 41-45 (1981).
- Gamse, R., Saria, A., Lundberg, J. M., Theodorsson-Norheim, E. Behavioral and neurochemical changes after intracisternal capsaicin treatment of the guinea pig. Neuroscience Letters. 64 (3), 287-292 (1986).
- Neubert, J. K., et al. Characterization of mouse orofacial pain and the effects of lesioning TRPV1-expressing neurons on operant behavior. Molecular pain. 4, 43 (2008).
- Karai, L., et al. Deletion of vanilloid receptor 1-expressing primary afferent neurons for pain control. The Journal of clinical investigation. 113 (9), 1344-1352 (2004).
- Fukushima, A., Mamada, K., Iimura, A., Ono, H. Supraspinal-selective TRPV1 desensitization induced by intracerebroventricular treatment with resiniferatoxin. Scientific reports. 7 (1), 12452 (2017).
- Haley, T. J., McCormick, W. G. Pharmacological effects produced by intracerebral injection of drugs in the conscious mouse. British journal of pharmacology and chemotherapy. 12 (1), 12-15 (1957).
- Tjølsen, A., Berge, O. G., Hunskaar, S., Rosland, J. H., Hole, K. The formalin test: an evaluation of the method. Pain. 51 (1), 5-17 (1992).
- Ohsawa, M., Miyabe, Y., Katsu, H., Yamamoto, S., Ono, H. Identification of the sensory nerve fiber responsible for lysophosphatidic acid-induced allodynia in mice. Neurociência. 247, 65-74 (2013).
- Tanabe, M., Tokuda, Y., Takasu, K., Ono, K., Honda, M., Ono, H. The synthetic TRH analogue taltirelin exerts modality-specific antinociceptive effects via distinct descending monoaminergic systems. British journal of pharmacology. 150 (4), 403-414 (2007).
- Ono, H., et al. Reduction in sympathetic nerve activity as a possible mechanism for the hypothermic effect of oseltamivir, an anti-influenza virus drug, in normal mice. Basic & clinical pharmacology & toxicology. 113 (1), 25-30 (2013).
- Kauer, J. A., Gibson, H. E. Hot flash: TRPV channels in the brain. Trends in neurosciences. 32 (4), 215-224 (2009).
