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A função do proteassoma é essencial para o desenvolvimento e manutenção ideais do sistema nervoso periférico (SNP)1,2,3,4,5,6. Estudos in vitro e in vivo usando inibidores de proteassoma demonstram que a atividade proteassômica é crucial para o neurodesenvolvimento, mielinização, excitabilidade e função das células gliais 7,8,9,10. Além disso, a quimioterapia baseada em inibidores de proteassoma induz neuropatias dolorosas em 30-60% dos pacientes, muitas vezes caracterizadas por dor crônica e sensibilidade alterada nas extremidades 8,9,11,12,13. Curiosamente, a administração de baixas doses desses mesmos inibidores reduz a sensibilidade a estímulos dolorosos, sugerindo um papel complexo para o proteassoma no processamento sensorial 6,14,15. No entanto, apesar desses extensos estudos, a função específica dos proteassomas no SNP permaneceu pouco compreendida.
Os proteassomas são a principal maquinaria de degradação de proteínas em todos os domínios da vida e são essenciais para manter a homeostase proteica16. O proteassoma central 20S é composto por quatro anéis heptâmeros de subunidades α, β, β α e medeia a degradação de proteínas independentes de ubiquitina 17,18. A associação com partículas reguladoras forma o proteassoma revestido 26S e 30S, que medeia a degradação da proteína dependente de ubiquitina 4,17. Nos neurônios, os proteassomas foram identificados em todos os compartimentos celulares, e sua localização subcelular é conhecida por influenciar a função19. No entanto, muitos inibidores de proteassoma comumente usados carecem de especificidade para atingir seletivamente populações de proteassoma localizadas diferencialmente.
De fato, usando inibidores de proteassoma impermeáveis à membrana e marcação de anticorpos em células não permeabilizadas, descobriu-se que um complexo de proteassoma específico do neurônio se localiza na membrana plasmática em um subconjunto de neurônios somatossensoriais20. A análise scRNA-seq de neurônios primários do gânglio da raiz dorsal (DRG), separados em populações NMP + e NMP - por meio de alimentação de anticorpos contra uma subunidade de proteassoma e classificação FACS, resultou em 20 grupos de células transcricionalmente distintos20. Uma análise mais aprofundada revelou que as células NMP + se agruparam em apenas 3 dos 20 clusters. Usando conjuntos de marcadores genéticos para subtipos neuronais específicos, 13 subtipos diferentes de neurônios somatossensoriais foram identificados20. A maioria dos neurônios NMP + agrupados com neurônios sensoriais MrgprA3 + e Cysltr2 + 20. Um número mínimo de células NMP + agrupou-se em um terceiro cluster, no qual nenhum conjunto de genes específicos foi identificado, e esse cluster foi, portanto, deixado sem atribuiçãode 20. Os neurônios MrgprA3+ e Cysltr2+ são nociceptores do tipo C, sensíveis ao calor, estímulos mecânicos e prurigogênicos, correspondendo aos subtipos neuronais CGRP-θ e SST, respectivamente21,22. Dos 20 clusters de células identificados, 7 clusters NMP- expressaram marcadores genéticos consistentes com células não neuronais, incluindo células de Schwann, glia satélite e células imunes, e também foram deixados sem atribuição20. Essas populações de células eram esperadas, pois não é possível separar células não neuronais de neuronais durante a cultura de neurônios DRG20.
Investigando sua função, a inibição in vitro do NMP alterou a excitabilidade neuronal para KCl, histamina e estimulação de αβ-metilenoadenosina 5'-trifosfato20. In vivo, a inibição do NMP reduziu a sensibilidade a estímulos mecânicos e dolorosos, sem efeitos sobre a sensação térmica20. Esses achados revelam que o NMP é um regulador chave da sensação mecânica, de dor e coceira e um potencial alvo terapêutico para o controle da dor20. No entanto, os mecanismos específicos que ligam a atividade do NMP ao desenvolvimento da dor em diferentes contextos de doença permanecem pouco compreendidos. Portanto, é necessária uma investigação mais aprofundada sobre a dinâmica e a função da expressão do NMP em condições associadas à dor e à neuropatia.
Aqui, este artigo descreve um fluxo de trabalho robusto (Figura 1) para identificar e isolar populações neuronais NMP+ DRG. Essa abordagem permite a investigação específica do tipo de célula da dinâmica da expressão de NMP usando classificação FACS, scRNA-seq e imunocoloração. Essas abordagens permitem a análise de alta resolução da expressão de NMP de maneira específica do tipo de célula, que pode ser usada para investigar o papel do NMP em condições normais e várias associadas à dor.