Novas Perspectivas sobre Dor Crônica por Lesão Nervosa
Pesquisas mostram como a produção de proteína afeta a dor crônica depois de ferimentos nos nervos.
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Índice
- Inovações nos Métodos de Pesquisa
- Aliviando a Dor ao Focar na Tradução
- Descobertas das Técnicas de Perfilamento de Ribossomos e TRAP
- O Papel da Tradução no Controle da Dor
- Análise da Síntese de Proteínas em Neurônios Específicos
- eIF4E e Sua Influência na Sensibilidade à Dor
- Resumo das Descobertas e Próximos Passos
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Lesões nos nervos periféricos podem causar um tipo de dor chamada dor neuropática. Essa dor pode durar muito tempo e é difícil de tratar. Quando um nervo se machuca, rolam umas mudanças tanto na forma como as células nervosas funcionam quanto em como o corpo processa a dor. Isso acontece por causa da interação entre as células nervosas e outras células de apoio na área. Essas mudanças são mantidas por uma nova atividade gênica, que é bem controlada pela forma como o corpo constrói proteínas.
Os cientistas deram uma olhada em como a atividade gênica muda no começo da dor neuropática, mas pouco foi feito pra entender o que acontece depois. Pesquisas mostram que muitas vezes há um espaço entre a quantidade de mRNA presente e quantas proteínas são realmente feitas. Isso significa que apenas medir os níveis de mRNA não conta toda a história. Controlar como o mRNA é traduzido em proteínas é muito importante nisso, e esse processo pode influenciar como as células nervosas reagem, especialmente em relação à dor.
Inovações nos Métodos de Pesquisa
Avanços recentes em técnicas científicas permitem uma análise mais profunda de como os genes são controlados nas fases inicial e tardia da dor neuropática nos tecidos nervosos. Dois métodos principais usados são o perfilamento de ribossomos e a purificação por afinidade de ribossomos em tradução (TRAP). Essas técnicas ajudam a ver como os genes são expressos e como eles mudam com o tempo, especificamente no caso de lesões que afetam os nervos.
Usando esses métodos, os pesquisadores estudaram a atividade gênica nos gânglios da raiz dorsal e na Medula espinhal em dois momentos diferentes após a lesão do nervo: cedo (4 dias depois) e tarde (63 dias depois). Os resultados mostraram que nos gânglios da raiz dorsal, houve mudanças claras na Expressão Gênica. Porém, na medula espinhal, as principais mudanças observadas mais tarde estavam mais ligadas a como as proteínas são feitas do que à atividade gênica em si.
Curiosamente, a medula espinhal mostrou uma diferença significativa entre como os genes foram expressos no início e mais tarde. As mudanças mais notáveis na fase tardia estavam relacionadas a como as proteínas estavam sendo feitas, em vez dos genes que estavam sendo ativados ou desativados.
Aliviando a Dor ao Focar na Tradução
Entender o papel de como as proteínas são feitas na medula espinhal durante a fase tardia da dor neuropática levou os pesquisadores a investigar se ajustar esse processo poderia ajudar a diminuir a dor. Uma proteína chave envolvida no início da Produção de Proteínas é a EIF4E. Ao focar nessa proteína, os cientistas queriam ver se a dor poderia ser aliviada. Os pesquisadores descobriram que reduzir os níveis de eIF4E na medula espinhal resultou em uma redução duradoura tanto na dor provocada quanto na dor espontânea.
As mudanças na tradução observadas foram maiores em certos tipos de neurônios espinhais, especialmente aqueles que inibem sinais de dor, em comparação com neurônios excitadores que enviam sinais de dor. Se o processo de tradução nesses neurônios inibitórios fosse ativado, era o suficiente para aumentar a sensibilidade à dor.
Descobertas das Técnicas de Perfilamento de Ribossomos e TRAP
Para avaliar como as proteínas são produzidas em diferentes estágios da dor neuropática, os pesquisadores usaram métodos de perfilamento de ribossomos e TRAP em camundongos machos e fêmeas que sofreram lesão nervosa. Após 4 e 63 dias de lesão, os tecidos foram coletados e analisados.
Os gânglios da raiz dorsal mostraram muitas mudanças na atividade gênica em ambos os momentos, com muitos genes sendo impactados. No entanto, na fase tardia na medula espinhal, a maioria das mudanças ocorreu no nível da produção de proteínas em vez da atividade gênica. Neurônios inibitórios apresentaram alterações mais significativas em comparação com neurônios excitadores, indicando que a inibição pode ter um papel crucial em como a dor crônica se desenvolve.
O Papel da Tradução no Controle da Dor
Como a tradução parecia ser crucial para manter a sensibilidade à dor, os pesquisadores examinaram mais a fundo se modificar a tradução poderia aliviar a dor. Eles descobriram que inibir a eIF4E por meio de tratamentos específicos foi eficaz em reduzir a sensibilidade à dor e pode ter efeitos duradouros mesmo semanas após o tratamento.
Focar na eIF4E foi bem-sucedido quando feito na medula espinhal, o que sugere que ajustar como esse fator de tradução funciona pode ajudar a tratar a dor crônica sem afetar outros sistemas relacionados no corpo.
Análise da Síntese de Proteínas em Neurônios Específicos
Com o conhecimento de que diferentes tipos de neurônios podem reagir de forma diferente à lesão nervosa, os pesquisadores usaram outro método, FUNCAT, para olhar a produção de proteínas em tipos específicos de neurônios na medula espinhal. Isso forneceu insights sobre o quanto de nova proteína esses neurônios estavam produzindo após a lesão nervosa. A análise revelou que a produção de novas proteínas aumentou significativamente em neurônios inibitórios, enquanto os neurônios excitadores não mostraram mudanças notáveis.
O TRAP, outra técnica, permitiu que os pesquisadores identificassem mRNAs específicos que estavam sendo traduzidos ativamente em diferentes tipos de neurônios. Esse método mostrou que mudanças vitais na produção de mRNA estavam ocorrendo em neurônios inibitórios em comparação com neurônios excitadores durante as fases inicial e tardia da dor após a lesão nervosa.
eIF4E e Sua Influência na Sensibilidade à Dor
A elevada produção de proteínas associadas à eIF4E em neurônios inibitórios provavelmente contribui para o aumento da sensibilidade à dor. Os pesquisadores descobriram que impedir a ação da eIF4E poderia reverter algumas das mudanças causadas pela lesão nervosa, mantendo aqueles neurônios inibitórios funcionando de forma mais normal.
Curiosamente, mudar os níveis de 4E-BPs, que são proteínas que controlam a atividade da eIF4E, nos neurônios levou à sensibilidade à dor mecânica sem afetar a sensibilidade ao calor. Essas descobertas implicam que as vias em neurônios excitadores e inibitórios diferem significativamente, destacando uma abordagem mais direcionada no tratamento da dor crônica.
Resumo das Descobertas e Próximos Passos
Essa pesquisa destacou a importância de entender como a produção de proteínas influencia a sensibilidade à dor ao longo do tempo. Mudanças na forma como as proteínas são feitas na medula espinhal, particularmente em neurônios inibitórios, podem levar a problemas de dor crônica.
A capacidade de direcionar mecanismos específicos de tradução oferece esperança para novos tratamentos para dor crônica. Reduzir os níveis de eIF4E poderia oferecer alívio duradouro da dor e destacar a importância da tradução na adaptação neural após uma lesão. Esforços futuros poderiam se concentrar em desenvolver terapias direcionadas que levem em conta o papel complexo da síntese de proteínas em condições de dor crônica.
Conclusão
A dor crônica resultante de lesões nos nervos periféricos pode causar sofrimento significativo e é frequentemente difícil de gerenciar de forma eficaz. Este estudo lança luz sobre o papel crítico da expressão gênica e da tradução de proteínas no desenvolvimento e na manutenção da dor neuropática. Ao identificar os mecanismos que governam as alterações na produção de proteínas, especialmente em diferentes tipos de neurônios, os pesquisadores estão abrindo caminhos para novas estratégias de tratamento que se concentram em aliviar a dor por meio de intervenções direcionadas em nível molecular.
Uma compreensão mais profunda desses processos pode levar a um gerenciamento mais eficaz da dor crônica, oferecendo esperança para aqueles que sofrem com essas condições debilitantes.
Título: Translational control in the spinal cord regulates gene expression and pain hypersensitivity in the chronic phase of neuropathic pain
Resumo: Sensitization of spinal nociceptive circuits plays a crucial role in neuropathic pain. This sensitization depends on new gene expression that is primarily regulated via transcriptional and translational control mechanisms. The relative roles of these mechanisms in regulating gene expression in the clinically relevant chronic phase of neuropathic pain are not well understood. Here, we show that changes in gene expression in the spinal cord during the chronic phase of neuropathic pain are substantially regulated at the translational level. Downregulating spinal translation at the chronic phase alleviated pain hypersensitivity. Cell-type-specific profiling revealed that spinal inhibitory neurons exhibited greater changes in translation after peripheral nerve injury compared to excitatory neurons. Notably, increasing translation selectively in all inhibitory neurons or parvalbumin-positive (PV+) interneurons, but not excitatory neurons, promoted mechanical pain hypersensitivity. Furthermore, increasing translation in PV+ neurons decreased their intrinsic excitability and spiking activity, whereas reducing translation in spinal PV+ neurons prevented the nerve injury-induced decrease in excitability. Thus, translational control mechanisms in the spinal cord, particularly in inhibitory neurons, play a role in mediating neuropathic pain hypersensitivity.
Autores: Arkady Khoutorsky, K. C. Lister, C. Wong, S. Uttam, M. Parisien, P. Stecum, N. Brown, W. Cai, M. Hooshmandi, N. Gu, M. Amiri, F. Beaudry, S. M. Jafarnejad, D. Tavares-Ferreira, N. N. Inturi, K. Mazhar, H. T. Zhao, B. Fitzsimmons, C. G. Gkogkas, N. Sonenberg, T. J. Price, L. Diatchenko, Y. Atlasi, J. S. Mogil
Última atualização: 2024-06-28 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600539
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.24.600539.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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