Péptidos y Dolor: Nuevos Hallazgos Desafían Suposiciones
Investigaciones sobre neuropeptidos muestran resultados sorprendentes en estudios de respuesta al dolor.
Donald Iain MacDonald, Monessha Jayabalan, Jonathan Seaman, Rakshita Balaji, Alec Nickolls, Alexander Chesler
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Los neuropeptidos son moléculas especiales que producen las células nerviosas (neuronas) en el cuerpo. Tienen un papel importante en cómo nuestro cerebro y cuerpo se comunican, especialmente en lo que respecta a sentimientos de dolor, hambre y estrés. Hay más de cien tipos diferentes de neuropeptidos en los mamíferos, y cada uno tiene su chamba única. Algunos neuropeptidos ayudan a las neuronas a activarse más o controlan qué tan fuertes son las conexiones entre ellas, mientras que otros pueden afectar nuestro sistema inmunológico.
En el mundo de la medicina, los medicamentos que apuntan a neuropeptidos y sus receptores se están volviendo muy populares. Estos medicamentos se usan para varios problemas de salud, incluyendo la obesidad y las migrañas. Sin embargo, los investigadores aún están tratando de averiguar qué neuropeptidos se pueden atacar de manera efectiva para aliviar el dolor y otras condiciones.
Dolor y Sus Desafíos
Un problema de salud importante que muchas personas enfrentan es el Dolor Crónico. Se estima que más del 20% de la población sufre de dolor crónico, lo que puede afectar seriamente la vida diaria. Por eso, es urgente encontrar nuevos métodos para manejar el dolor. Dos neuropeptidos que han recibido mucha atención en el estudio del dolor crónico son la Sustancia P y el CGRPα.
La Sustancia P es un péptido pequeño compuesto de 11 bloques, mientras que el CGRPα es un peso pesado en el mundo de los neuropeptidos, con 37 bloques. Ambos neuropeptidos se encuentran en las células nerviosas sensibles al dolor en todo nuestro sistema nervioso.
Cuando estos neuropeptidos se ponen a trabajar, pueden desencadenar la liberación de sustancias químicas que aumentan las señales de dolor en nuestro cuerpo. Esto puede llevar a una condición llamada inflamación neurogénica, que es básicamente cuando el dolor y la inflamación se unen en un equipo no deseado.
Los investigadores han pasado décadas estudiando cómo estos dos neuropeptidos influyen en el dolor. Están involucrados en varios procesos como la inflamación de tejidos, aumento de la sensibilidad al dolor y la sensación de sufrimiento por el dolor.
El Dilema de los Medicamentos
Sin embargo, cuando se trata de crear medicamentos dirigidos a estos neuropeptidos, las cosas se complican. Se probaron bloqueadores selectivos para la Sustancia P en humanos, pero no lograron los resultados deseados. Por otro lado, los anticuerpos monoclonales del CGRP han mostrado promesas en el tratamiento de migrañas, pero su efectividad para otros tipos de dolor en humanos sigue siendo incierta.
Algunos estudios han mostrado que los animales sin Sustancia P o CGRPα presentan ciertos déficit de dolor, pero los resultados han sido inconsistentes y varían de estudio a estudio.
Curiosamente, cuando los investigadores apagaron completamente la actividad de las células nerviosas que producen estos neuropeptidos, hubo reducciones significativas en la sensibilidad al dolor. Esto indica que, aunque estos neuropeptidos pueden jugar un rol en el dolor, no son los únicos actores en el escenario.
El Experimento de Doble Knockout
Para profundizar en los roles de la Sustancia P y CGRPα en el dolor, los investigadores decidieron desarrollar un nuevo modelo de investigación: ratones que carecen completamente de ambos péptidos. Esto se llama doble knockout (DKO). El objetivo de este estudio era ver cómo estos ratones responderían tanto al dolor agudo como al crónico.
Cuando los científicos observaron estos ratones DKO, no encontraron rastros de Sustancia P o CGRPα en las áreas del sistema nervioso relacionadas con el dolor. Usaron técnicas avanzadas de imagen para confirmar esta ausencia. La falta de estos neuropeptidos llevó a una caída en la señalización a través de sus receptores correspondientes.
Dolor Agudo y Sus Efectos
Los investigadores querían averiguar si la falta de estos neuropeptidos cambiaba la manera en que estos ratones DKO reaccionaban a estímulos dolorosos o irritantes. Los sometieron a varias pruebas de dolor, como pincharlos con cerdas suaves o aplicar calor en sus patas, y encontraron que los ratones DKO se comportaban igual que los ratones normales.
En todas las pruebas de percepción del dolor -ya fuera mecánica, térmica o química- no hubo diferencia entre los ratones DKO y sus contrapartes normales. Incluso cuando se sometieron a sustancias que normalmente causan dolor o irritación, ambos grupos reaccionaron de manera similar.
Así que, ya fuera un pinchazo doloroso o una superficie caliente, la ausencia de Sustancia P y CGRPα no alteró la respuesta aguda al dolor.
Inflamación y Dolor Neurogénico
El dolor inflamatorio crónico a menudo trae cambios duraderos en la manera en que las células nerviosas responden a los estímulos, y se cree que los neuropeptidos juegan un papel significativo en esto.
Sorprendentemente, cuando los investigadores probaron a los ratones DKO para respuestas relacionadas con el dolor inflamatorio, tanto los ratones DKO como los normales desarrollaron fuertes respuestas a estímulos dolorosos. Esto incluyó sensibilidad al calor y mecánica después de ser inyectados con agentes inflamatorios.
Los investigadores encontraron que incluso cuando inyectaron agentes inflamatorios como el Adyuvante Completo de Freund (CFA) o Prostaglandina E2 (PGE2) en los ratones DKO, aún mostraron reacciones similares a las vistas en ratones normales.
Además, cuando se sometieron a capsaicina y otros agentes inflamatorios, los ratones DKO presentaron hinchazón y otros signos de inflamación igual que sus contrapartes normales.
Inflamación Neurogénica
La inflamación neurogénica es cuando las terminaciones nerviosas liberan ciertas sustancias que llevan a hinchazón y enrojecimiento. Los investigadores se quedaron perplejos al descubrir que este proceso se mantuvo intacto incluso cuando ambos neuropeptidos estaban ausentes en los ratones DKO.
La visión tradicional sugería que la eliminación de estos neuropeptidos debería tener un impacto significativo en la inflamación neurogénica. Sin embargo, los ratones DKO aún mostraron hinchazón y fuga de plasma similares después de los desafíos inflamatorios, indicando que otros caminos podrían compensar la falta de estos neuropeptidos.
Dolor Neuropático y Su Evaluación
Finalmente, los investigadores querían examinar cómo la ausencia de estos neuropeptidos afectaría el dolor neuropático, donde estímulos ordinarios pueden sentirse dolorosos. Crearon dos modelos de dolor neuropático en los ratones DKO.
En un experimento, simularon una lesión nerviosa y luego monitorearon cómo los ratones reaccionaban a toques suaves y temperaturas frías después. Los resultados mostraron que no había diferencia entre DKO y ratones normales; ambos grupos experimentaron niveles similares de dolor.
En otro experimento, trataron a los ratones con un medicamento de quimioterapia conocido por causar dolor inducido por el frío. Nuevamente, tanto los ratones DKO como los normales reaccionaron igual al estímulo frío.
Conclusión: ¿Qué Aprendimos?
La ausencia de Sustancia P y CGRPα en los ratones DKO llevó a descubrimientos intrigantes. A pesar de que estos neuropeptidos están estrechamente relacionados con el dolor de muchas maneras, su ausencia no cambió notablemente las respuestas al dolor en varios escenarios.
Esto trae un pensamiento humorístico: si estos neuropeptidos estuvieran en una fiesta, podrían haber asumido que eran el alma de la fiesta, pero resultó que la fiesta podía seguir sin ellos sin problema.
Además, los hallazgos desafían algunas creencias tradicionales sobre cómo se procesa el dolor en el sistema nervioso. Sugerían que cuando se trata de transmitir señales de dolor, estos neuropeptidos no son los únicos en la jugada.
Con una amplia variedad de otras moléculas de señalización y rutas en el cuerpo, el misterio del dolor está lejos de resolverse. El trabajo realizado con ratones DKO abre puertas a futuras investigaciones que pueden descubrir nuevas avenidas para el tratamiento del dolor.
Al final, el mundo de los neuropeptidos está lleno de sorpresas, y a medida que más investigaciones iluminen estas moléculas, podríamos aprender más sobre cómo abordar efectivamente el dolor y mejorar la calidad de vida de muchas personas.
Título: Pain persists in mice lacking both Substance P and CGRPα signaling
Resumen: The neuropeptides Substance P and CGRP have long been thought important for pain sensation. Both peptides and their receptors are expressed at high levels in pain-responsive neurons from the periphery to the brain making them attractive therapeutic targets. However, drugs targeting these pathways individually did not relieve pain in clinical trials. Since Substance P and CGRP are extensively co-expressed we hypothesized that their simultaneous inhibition would be required for effective analgesia. We therefore generated Tac1 and Calca double knockout (DKO) mice and assessed their behavior using a wide range of pain-relevant assays. As expected, Substance P and CGRP peptides were undetectable throughout the nervous system of DKO mice. To our surprise, these animals displayed largely intact responses to mechanical, thermal, chemical, and visceral pain stimuli, as well as itch. Moreover, chronic inflammatory pain and neurogenic inflammation were unaffected by loss of the two peptides. Finally, neuropathic pain evoked by nerve injury or chemotherapy treatment was also preserved in peptide-deficient mice. Thus, our results demonstrate that even in combination, Substance P and CGRP are not required for the transmission of acute and chronic pain.
Autores: Donald Iain MacDonald, Monessha Jayabalan, Jonathan Seaman, Rakshita Balaji, Alec Nickolls, Alexander Chesler
Última actualización: 2024-12-02 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.567208
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.15.567208.full.pdf
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