Este artigo descreve o papel do receptor P2X7 na participação de astrócitos, neurônios e microglia na dor neuropática (NPP). O direcionamento do receptor P2X7 pode ser um alvo molecular para a terapia com NPP.
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Artigo de revisão
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Este artigo descreve o papel do receptor P2X7 na participação de astrócitos, neurônios e microglia na dor neuropática (NPP). O direcionamento do receptor P2X7 pode ser um alvo molecular para a terapia com NPP.
Lesões primárias e secundárias do sistema nervoso podem induzir dor neuropática (NPP), que impacta severamente a saúde física e mental dos pacientes e impõe um ônus econômico significativo a indivíduos, famílias e à sociedade. Atualmente, tratamentos curativos eficazes continuam sendo difíceis. Consequentemente, investigar a base molecular dos mecanismos patológicos da NPP é crucial para o desenvolvimento de terapias direcionadas. O receptor purinérgico P2X7 do canal iônico (P2X7R) é amplamente expresso no sistema nervoso e desempenha um papel vital na manutenção de sua estabilidade funcional. Evidências acumuladas indicam que P2X7R é uma molécula relacionada à dor envolvida na iniciação e progressão da NPP. A ativação ou regulação para cima de P2X7R contribui para a NPP ao mediar as atividades das células imunes, células gliais e neurônios, regulando as interações intercelulares entre elas, aumentando a transmissão do sinal sensorial e a plasticidade sináptica, levando por última vez à sensibilização central. Notavelmente, a inibição direcionada da ativação do P2X7R usando antagonistas específicos (por exemplo, A438079, A740003 e BBG) apresenta propriedades analgésicas farmacológicas. Além disso, a redução da expressão de P2X7R em tecidos/células por meio de abordagens alternativas (como agentes farmacológicos, terapia celular e fisioterapia) também demonstra potencial terapêutico contra NPP. Esta revisão discute de forma abrangente os mecanismos pelos quais P2X7R regula tanto células neuronais quanto não neuronais na NPP. Dadas suas características, direcionar a expressão de P2X7R ou antagonizar sua atividade representa uma estratégia farmacológica promissora e inovadora para o tratamento de NPP.
A dor neuropática (NPP), uma condição crônica resultante de lesões ou doenças do sistema nervoso somatossensorial, compromete severamente a qualidade de vida dos pacientes. Manifesta-se como dor espontânea (por exemplo, ardência, formigamento), hiperalgesia e alodínia, nos quais estímulos inocentes como o toque leve provocam dor. Além disso, vale ressaltar que, mesmo após a eliminação da estimulação nociceptiva, a dor pode persistir, o que pode estar relacionado à lesão nervosa não reparada. A dor induzida por lesão nervosa pode se espalhar para áreas adjacentes, e sua potencial fisiopatologia envolve sensibilização periférica e central, que envolve muitos fatores, incluindo alterações nos canais iônicos, ativação de células imunológicas, mediadores derivados da glia e regulação epigenética 1,2. Embora uma variedade de métodos clínicos sejam usados para aliviar a dor, incluindo medicamentos, fisioterapia e intervenção cirúrgica, para alcançar o máximo efeito analgésico, o efeito terapêutico ainda não é muito satisfatório. Portanto, é necessário explorar a base molecular dos mecanismos patológicos da dor neuropática e reverter essas mudanças patológicas, incluindo ativação e infiltração das células imunes, ativação das células gliais, redução da neuroinflamação, proteção dos neurônios e melhora da neuroplasticidade. Tratamento direcionado à NPP.
Alterações no microambiente local ao redor da lesão nervosa, especialmente a ativação das células inflamatórias e gliais, podem regular a atividade celular e contribuir para a progressão da doença ao liberar adenosina trifosfato (ATP) na matrizextracelular 3,4. A via de sinalização purinérgica mediada por ATP extracelular desempenha um papel fundamental na NPP após lesão dos nervos centrais ou periféricos. Estudos mostraram que canais aniônicos regulados por volume (VRACs) que liberam ATP da microglia são um fator chave na NPP, reduzindo o aumento do ATP extracelular na medula espinhal causado por lesão nos nervos periféricos e aliviando aNPP 5. O receptor P2X7 (P2X7R) é amplamente expresso nos sistemas nervoso central e periférico e desempenha um papel fundamental na manutenção da função e estabilidade do sistemanervoso 6. O P2X7R pode atuar como um importante mediador da dor, participando e regulando a progressão doNPP 6,7. P2X7R é expressa em células imunes, células gliais e neurônios. Ao regular a atividade e as interações celulares, essas células participam da neuroinflamação, imunomodulação e liberação de citocinas, que mediam a ocorrência e o desenvolvimento deNPP 8,9,10,11. A expressão de P2X7R em linfócitos e monócitos do sangue periférico, assim como o nível de IL-1β sérico, foram significativamente aumentadas em pacientes com nociceptivo crônico eNPP 12.
Em contraste com outros alvos terapêuticos clássicos e estratégias para NPP, o direcionamento P2X7R apresenta vantagens únicas em eficácia e especificidade de mecanismo. Por exemplo, as farmacoterapias convencionais de primeira linha para NPP, como certos analgésicos e anti-inflamatórios, frequentemente aliviam os sintomas apenas temporariamente, sem abordar os processos patológicos centrais da neuroinflamação e ativação glial. As estratégias de modulação das células gliais, que focam em inibir a ativação microglialda cospinha, visam apenas um único tipo celular na complexa rede patológica NPP, enquanto antagonistas P2X7R ou a regulação direcionada para baixo podem regular simultaneamente a atividade das células gliais, células imunes e neurônios, populações celulares chave envolvidas na progressão dosNPP 6,7,12. Ao contrário das estratégias que visam vias neuroinflamatóriasgerais 3, a alvo P2X7R bloqueia especificamente a cascata de sinalização purinérgica que está intimamente ligada à iniciação e manutenção da NPP, evitando imunossupressão inespecífica e possíveis efeitos colaterais. Além disso, abordagens direcionadas a outros canais iônicos ou vias de sinalizaçãoneuronal 10 frequentemente falham em reverter a neuroinflamação persistente mediada pela diafonia glial-neuronal4, enquanto o direcionamento P2X7R inibe diretamente essa diafonia ao regular a transmissão de sinais mediada porATP 5,6, alcançando efeitos terapêuticos mais abrangentes.
Esta revisão tem como objetivo fornecer uma síntese abrangente e crítica do conhecimento atual sobre os mecanismos específicos de tipo celular pelos quais o P2X7R modula células neuronais e não neuronais na NPP. No entanto, é interessante notar que a inibição de P2X7R com um antagonista ou a regulação direcionada para baixo da expressão de P2X7R tem efeitos farmacológicos no alívio/tratamento da NPP13. Por exemplo, Lu AF27139 é um antagonista altamente seletivo e potente de pequenas moléculas do P2X7R em ratos, camundongos e humanos, com boa farmacocinética e permeabilidade do sistema nervosocentral 14. Lu AF27139 pode bloquear funcionalmente os níveis de P2X7R no cérebro e na medula espinhal e em suas vias posteriores relacionadas à dor, além de reduzir a hipersensibilidade neuropatológica em ratos com lesão crônicapor compressão 14. A trimetoxiflavanona alivia a dor neuropática ao inibir a função P2X7R, a produção de CGRP, a sensibilização dos neurônios DRG e a ativação anormal das células gliais na medulaespinhal 15. Esses estudos revelam o papel fundamental do P2X7R na NPP. Portanto, compreender o mecanismo e as propriedades farmacológicas do P2X7R na NPP é de grande importância para o tratamento direcionado da NPP.
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1. NPP
A NPP é causada por danos primários, secundários, diretos ou indiretos ao sistema nervoso central ou periférico, resultando em disfunção ou distúrbios transitórios do sistema nervoso e transmissão de informações sensoriais, principalmente manifestados como dor espontânea, hiperalgesia ou dor anormal1. A NPP surge de partes periféricas do sistema nervoso, como neuralgia do trigêmeo, neuralgia pós-herpética, lesão dos nervos periféricos, polineuropatia dolorosa ou radiculopatia. Informações sensoriais periféricas podem ser transmitidas ao centro (um fator chave na percepção da dor crônica). A sensibilidade aumentada do sistema nervoso central à dor está associada a alterações no padrão de conectividade funcional da rede neural. Enquanto a NPP crônica central pode ser causada por lesão na medula espinhal ou cerebral, AVC ou esclerosemúltipla 16,17,18,19,20. Após lesão do tecido periférico, os nociceptores periféricos são sensibilizados, aumentando a entrada das fibras dolorosas. A lesão nervosa pode levar à diminuição das fibras nervosas e à desmielinização dos axônios na área danificada. A abertura do canal iônico nos neurônios sensoriais na área da lesão foi aumentada (o influxo de cálcio foi potencializado), e a plasticidade sináptica entre as fibras C aferentes e os neurônios do chifre dorsal foi aumentada, aumentando assim a entrada de informações19. Embora o mecanismo patológico específico da dor neuropática ainda não esteja claro, o processo da dor neuropática foi reconhecido como envolvendo imunomodulação, excitação e plasticidade neuronal anormais, ativação das células gliais, respostas neuroinflamatórias e alterações nos receptores de canais iônicos (como P2X7R)10,20,21. Essas ativações e interações celulares, incluindo transmissão de informações e liberação de citocinas, desempenham um papel fundamental na ocorrência e desenvolvimento da NPP. Portanto, teremos uma discussão abrangente e aprofundada sobre a relação entre P2X7R e essas células.
2. Regulação da atividade da microglia por P2X7R
A microglia são células imunes residentes no sistema nervoso, amplamente distribuídas por todo o sistema nervoso central, e desempenham um papel fundamental na estabilização do funcionamento do sistema nervoso e na manutenção da estabilidade do microambiente. Em condições fisiológicas normais, a microglia está em estado de repouso, carece de imunidade e fagocitose, mas mantém alguma capacidade migratória. No entanto, após o sistema nervoso central ser lesionado, como por isquemia, inflamação ou trauma, a microglia pode ser ativada, proliferar e migrar para a área lesionada para remover metabólitos celulares e fragmentos celulares apoptóticos. É muito importante para o reparo e manutenção do sistema nervoso central após lesão. A eliminação microglial oportuna permite uma remielinização eficaz, fornecendo uma base necessária para a regeneraçãonervosa 22,23,24. A polarização e proliferação da microglia contribuem para a dor neuropática. A falha da regeneração da mielina no sistema nervoso central leva a doenças neuroinflamatórias e neurodegenerativas, que podem induzirNPP 25. Estudos relataram que a remielinização eficaz exige que a microglia pró-inflamatória morra e se reproduza para promover a regeneração. A morte e/ou regeneração da microglia danificada pode ser a base da disativação da microglia em doenças do sistemanervoso 26. A visão dominante no campo da dor é que a NPP é impulsionada pela microglia na área de processamento somatossensorial do corno dorsal da coluna vertebral. A resposta da microglia espinhal à estimulação extracelular altera sua ativação e polarização e induz a liberação de citocinas inflamatórias por meio de vias de sinalização intracelular, como quinases proteicas ativadas por mitógeno, p38 e quinases proteicas reguladas por sinal extracelular. induzir resposta neuroinflamatória e causar dor. No entanto, a inibição ou alteração da ativação/proliferação microglial pode reduzir a excitabilidade anormal e a NPP nos neurônios do chifredorsal 27,28,29. O DREADD gastrointestinal da microglia pode reduzir neuroinflamação, função sináptica e NPP após a transeção30 do nervo espinhal.
P2X7R é amplamente expressa no sistema nervoso, especialmente nas microglias. P2X7R regula a atividade da microglia ao se ligar aos seus ligantes (ATP ou seu análogo BzATP) e desempenha um papel fundamental emNPP 31,32. O nível de expressão de P2X7R está intimamente relacionado ao grau de dor. A NPP é induzida pelo aumento da ativação ou expressão de P2X7R em lesão nervosa.
Sete dias após a lesão do nervo periférico, a expressão do mRNA e da proteína P2X7R aumentou significativamente na medula espinhal, que estava principalmente localizada na microglia do chifre dorsal. A injeção intratecal do antagonista P2X7R (A438079) poderia efetivamente inibir a ativação microglial e aliviar a hipersensibilidade mecânica33. Está bem estabelecido que a ativação do P2X7R contribui para a dor neuropática (NPP) ao desencadear a ativação microglial, promovendo sua polarização em direção a um fenótipo pró-inflamatório (M1), mediando a liberação de citocinas pró-inflamatórias, iniciando uma cascata neuroinflamatória, agravando danos no tecido nervoso e, por fim, induzindo ou agravando ador 34,35. Notavelmente, a superexpressão de P2X7R sozinha é suficiente para promover a ativação e proliferação de micróglias. Especificamente, a ativação de P2X7R na microglia leva à liberação de citocinas pró-inflamatórias, como a interleucina-1β (IL-1β), e esse processo está intimamente associado ao desenvolvimento e manutenção doNPP 7. IL-1β atua como mediador-chave na ativação e proliferação da microglial, e sua liberação ou produção depende da função macroporal de P2X7R34. O tratamento com o agonista P2X7R BzATP pode induzir a microglia a liberar IL-1α, IL-1β e IL-18, enquanto a liberação de outras citocinas/quimiocinas é independente da ativação de P2X7R. Esses achados destacam o papel específico do P2X7R na regulação da liberação das citocinas da famíliaIL-1 36. Coletivamente, esses resultados demonstram que P2X7R é um mediador crítico das respostas neuroinflamatórias induzidas pela microglia na NPP. Em microglias primárias de rato cultivado, a cilnidipina pode inibir respostas de cálcio mediadas por P2X7R e a liberação de IL-1β; estudos in vivo confirmam ainda que a cilnidipina pode reverter a alodinia mecânica induzida pela inflamação mediada por microglial P2X7R7.
Além disso, P2X7R pode regular a interação entre microglia e neurônios, participando assim da patogênese da NPP. Em modelos de NPP, a via de sinalização P2X7R-p38 está intimamente associada à liberação microglial das microvesículas e desempenha um papel importante na progressão da NPP ao mediar interaçõesmicroglial-neuronal 37. Foi demonstrado que a eletroacupuntura reduz a densidade das espinhas dendríticas, inibe a remodelação sináptica anormal, alivia a neuroinflamação e melhora os sintomas da dor neuropática; esses efeitos estão associados à diminuição da expressão de P2X7R e à melhora da função neurocomportamental. Em contraste, a ativação de P2X7R pelo BzATP pode aumentar a remodelação anormal da coluna dendrítica/sináptica e promover neuroinflamação, agravando assim ador 38.
Portanto, modular a atividade do P2X7R para deslocar a microglia de um fenótipo M1 pró-inflamatório para um fenótipo anti-inflamatório M2 representa uma estratégia terapêutica promissora para a NPP. O fenótipo M1 da microglia é caracterizado pela liberação de citocinas pró-inflamatórias (como IL-1β e TNF-α) e pela promoção da neuroinflamação, enquanto o fenótipo M2 está associado à liberação de fatores anti-inflamatórios e à promoção da reparação tecidual. A inibição da atividade P2X7R pode reverter a dor neuropática ao reduzir a expressão do fator de necrose tumoral α (TNF-α), interleucina-1α e IL-6 por meio da inibição da fosforilação de p38MAPK na microglia, que é acompanhada pela transição da microglia do fenótipo39 de M1 para M2.
A toxina botulínica A (BTX-A) alivia a NPP inibindo P2X7R e promovendo a polarização M2 da microglia feliz estimulada pelo lipopolissacarídeo40. A estimulação da medula espinhal de alta frequência reduz significativamente a resposta imune no chifre dorsal espinhal e promove alívio duradouro da dor ao inativar o eixo Kaiso-P2X7R na microglia. O direcionamento do Kaiso-P2X7R na microglia melhorou significativamente a eficácia da estimulação de alta frequência da medula espinhal, reduzindo assim a neuroinflamação e proporcionando alívio duradouro dador 41. A eletroacupuntura pode aumentar significativamente o limiar de dor induzido por lesão do nervo ciático ou agonista P2X7R BzATP em camundongos, inibir a ativação da microglia P2X7R da medula espinhal, inibir a superexpressão de IL-1β e IL-18 na medula espinhal, e reduzir a hipersensibilidade tátil e a hiperalgesiatérmica 42 (Figura 1). Outros estudos também mostraram que a injeção intratecal de Aconitum jaluense processado termicamente pode inibir a produção e expressão de P2X7R na medula espinhal e reduzir a ativação da microglia, que tem efeito anti-hipersensível sobre aNPP 43. Além disso, a ativação da microglia após lesão dos nervos periféricos desempenha um papel importante na convergência anormal dos sinais nociceptivos para os neurônios do chifre dorsal espinhal e na ocorrência de NPP. A comunicação entre microglia e neurônios está finalmente envolvida na expressão da dor hiperssensorial nociceptiva. A galectina-3, derivada de neurônios sensoriais lesionados, potencializa a transmissão sináptica excitatória de neurônios excitatórios no chifre dorsal da espinha, ativando a micróglia, o que leva àNPP 44. Esses estudos revelaram que a atividade microgliática mediada por P2X7R desempenha um papel fundamental na NPP. Atacar a ativação microglial inibindo ou regulando a baixa a expressão de P2X7R é uma nova abordagem para tratar a NPP.
3. P2X7R media os astrócitos
Os astrócitos representam cerca de 20%–40% do total de células gliais no sistema nervoso central, o que é fundamental para manter a estabilidade do ambiente no sistema nervoso central. Os astrócitos são considerados como fornecedores de suporte estrutural e nutricional para os neurônios e podem ser distinguidos de outros tipos de células gliais pela expressão de proteína ácida fibrilar glial (GFAP). A GFAP é expressa em todos os principais ramos e processos dos astrócitos e muda dinamicamente durante a transição da lesão para um estado reativo 45,46,47. Há evidências crescentes de que a dor crônica pode ser causada pela gliose astrocítica. Além disso, os astrócitos podem regular a transmissão sináptica nociceptiva por meio de interações neurônio-glial e neuroglia-célula glial, e participam da modulação de sinais de dor e da manutenção da NPP 45,48,49,50. Os astrócitos têm contato extensivo com sinapses neuronais. A ativação dos astrócitos pode iniciar a plasticidade da coluna, reduzindo as sinapses formadas logo após a ligadura do nervo ciático e induzindo comportamento dedor. Estudos mostraram que CXCL13, produzido por neurônios, ativa astrócitos através de CXCR5, promovendo assim dor neuropática, revelando a interação neurônio/astrócitos na medulaespinhal 51. A ativação de astrócitos reativos envolve uma variedade de mecanismos e moléculas de transdução de sinais, incluindo quinases intracelulares, canais, receptores e fatores de transcrição. Uma vez que ocorrem mudanças patológicas, elas desempenham um papel na regulação da dor apósa lesão 52. A expressão da aquaporina da medula espinhal (AQP4) é significativamente aumentada após lesão medular, expressa principalmente em astrócitos, enquanto a inibição de AQP4 pode enfraquecer o desenvolvimento e a manutenção da NPP ao inibir a ativação das células gliais e o mecanismo antineurite. Esses fatores revelam que a ativação dos astrócitos está envolvida na patogênese da NPP. Portanto, direcionar os astrócitos e inibir sua ativação é útil para aliviar a NPP.
P2X7R também é expresso em astrócitos e pode participar da NPP regulando a atividade dos astrócitos. Diferentes estudos confirmaram que, no modelo de dor neuropática, a expressão de P2X7R aumenta significativamente nos astrócitos, e a ativação dos astrócitos está intimamente relacionada ao desenvolvimento e manutenção da dor53,54. Nesses modelos, foram observados níveis aumentados de mRNA e proteínas de P2X7R, juntamente com sua colocalização com o marcador astrocítico GFAP, no hipocampo. Simultaneamente, os níveis de componentes relacionados ao inflammasoma (NLRP3, ASC, Caspase-1), a proteína formadora de poros Gasdermin D e as citocinas maduras IL-1β e IL-18 estão elevados, sugerindo engajamento da viainflammasoma 55 (Figura 1). De 11 a 21 dias após o modelo de dor neuropática, o tratamento crônico com antagonista P2X7R A438079 aumentou o limiar de contração mecânica do pé e reduziu comportamentos semelhantes à depressão eansiedade 56. A438079 pode reduzir significativamente a resposta imune de IBA-1 e GFAP em microglia e astrócitos após dor patológica induzida por lesão nervosa, além de aliviar o comportamento doloroso emratos 56. As correntes pós-sinápticas excitatórias induzidas por fibras C sinápticas simples foram registradas nas seções da medula espinhal lombar de ratos. O BzATP ativa microglia e astrócitos, ou estimula fibras aferentes primárias C em alta frequência, resultando em potenciação a longo prazo das aferências das fibrasC 9. A resposta aferente aprimorada da fibra induzida pelo BzATP pode ser bloqueada pelo antagonista P2X7R A438079 e pelo fluoroacetato de astrocitotoxina,respectivamente 9. A ativação coordenada de microglia e astrócitos pode induzir LTP mediada por glia nessas sinapses ao liberar D-serina e fator de necrose tumoral α (TNF-α9. Dor neuropática diabética e depressão induzidas por glicose alta, substância P (SP) e corticosterona podem aumentar a expressão de P2X7R e os níveis de fosforilação do fator de necrose tumoral-α, IL-1β, cálcio livre e ERK1/2 em astrócitos hipocampais cultivados primários. No entanto, esse efeito pode ser inibido pelo tratamento com dihidromiriresina ou P2X7R comshRNA 57.
Astrócitos são participantes ativos na sinalização de ATP e glutamato no cérebro. ATP e glutamato coordenam a ativação dos astrócitos mobilizando íons de cálcio, que, por sua vez, desencadeiam os astrócitos a liberar várias moléculas neuroativas, incluindo ATP e o próprio glutamato, para sinalizar neurônios e regular a transmissão sináptica e a excitabilidadeneuronal 58,59. A substância gelatinosa (SG) da medula espinhal é responsável por transmitir a informação da dor aferente para os neurônios de projeção ascendentes. Neurônios e alguns astrócitos têm respostas de corrente interna a NMDA, AMPA e micofenol58,59. Os astrócitos excitam neurônios por meio da liberação de glutamato dependente de cálcio nos receptores NMDA dos neurônios extrasinápticos, enquanto a transformação tardia dos astrócitos leva à inibiçãoneuronal 58. De forma crítica, o agonista P2X7R BzATP potencializa as correntes internas tanto nos neurônios quanto nos astrócitos SG. A regulação e ativação de P2X7R nesses astrócitos promovem a liberação de glutamato, que então estimula correntes catiônicas em neurônios adjacentes por meio dos receptores NMDA e AMPA, facilitando a transmissão dador 60. Além disso, os neurônios ganglionares da raiz dorsal podem induzir uma forte liberação de ATP de suas células somáticas. O ATP liberado ativa P2X7R em células satélites astrogliais que envolvem cada gânglio da raiz dorsal, e desencadeia a comunicação entre neurônios e célulasgliais 61. A ativação do P2X7R resulta na liberação do fator de necrose tumoral α de células satélites semelhantes a astrócitos. O fator de necrose tumoral-α, por sua vez, aumentou a resposta mediada por P2X3R e aumentou a excitabilidade dos neurôniosDRG 61. Esses estudos mostraram que P2X7R pode participar da NPP regulando a interação entre astrócitos e neurônios.
4. P2X7R medeia a ativação dos macrófagos
A interação entre o sistema imunológico e o sistema nervoso é muito importante na dor neuropática. Como principal responsável pela dor neuropática, a resposta imune no sistema nervoso foi estabelecida, o que não apenas apoia a iniciação e o desenvolvimento da dor, mas também sustenta sua resolução62. Na verdade, as células imunes são reconhecidas como promotoras da neuroinflamação, levando à dor e alergia em todos os níveis da via da nevralgia. A ativação das células imunes e a infiltração na progressão da dor contribuem para a progressão da NPP 62,63,64. Paralelamente à ativação da microglia no chifre dorsal após lesão nervosa periférica, há a expansão e proliferação significativas dos macrófagos ao redor dos neurônios sensoriais lesionados no gânglio da raiz dorsal (DRG). A remoção dos macrófagos ganglionares da raiz dorsal pode reduzir a hipersensibilidade mecânica e a expansão dos macrófagos DRG causada por lesãonervosa 65. A remoção sistêmica ou local dos macrófagos pode prevenir a alergia àdor 66.
O aumento da expressão de P2X7R em macrófagos/monócitos pode alterar o sistema imunológico inato. Macrófagos aparecem como fenótipos M1 (pró-inflamatórios) ou M2 (anti-inflamatórios) e expressam receptores P2X7. Em condições patológicas, P2X7R responde a altas concentrações de ATP extracelular permitindo o fluxo não seletivo de cátions (Na+, Ca2+, K+)67,68. A ativação de P2X7R com concentrações mais altas de ATP, especialmente após administração repetida de agonistas, fará com que os poros da membrana se abram, permitam a passagem de moléculas de ~900Da e mediam mudanças na funçãodos macrófagos 67. Outro fator importante na resposta neuroinflamatória mediada por P2X7R é a regulação da atividade dos macrófagos, que induz ou mantém a dor neuropática ao promover a ativação dos macrófagos, produzir citocinas pró-inflamatórias e impulsionar uma cascata inflamatória. O macrófago P2X7R deve ser coativado com o receptor Toll-like 4 (TLR4) sensível a endotoxinas para induzir a formação do corpo inflamatório 3 (NLRP3). Em seguida, o corpo inflamatório 3 (NLRP3) ativa a pré-interleucina-1β (Pro-IL-1β) para degradar a cisteína aspartase-1 (Caspase-1), resultando na liberação deIL-1β 67,69 (Figura 1). O derivado da naringenina, Trimetoxiflavanona (Y3), inibiu a função do P2X7R após a administração de PTX, diminuiu a infiltração de células macrófagas positivas a IBA1 no gânglio da raiz dorsal, e a superativação de astrócitos e microglia na medula espinhal, aliviou a dor neuropática e a neurotoxicidade. 15 macrófagos RAW264.7 foram tratados com glicose alta e ácidos graxos livres para induzir o sistema imunológico mediado por P2X7R, dor neuropática e inflamação secretando citocinas, ROS e ativando a via de sinalizaçãoERK 70.
A ativação de P2X7R é o mecanismo que estimula os macrófagos a amadurecer rapidamente e liberar IL-1β, que participa do processo inflamatório e da transmissão do nervonociceptivo 71,72. O antagonista P2X7R A839977 bloqueou o influxo de cálcio induzido por BzATP de P2X7R recombinante humano, rato e camundongo, bloqueou efetivamente a absorção e liberação de IL-1β por células THP-1 humanas induzidas por agonistas, e produziu um forte efeito anti-hiperalgesia73. Curiosamente, em camundongos knockout com IL-1αβ, o efeito analgésico da A839977 desapareceucompletamente 73. Sugere-se que o efeito anti-hiperalgésico do bloqueio P2X7R em um modelo de dor em camundongos é mediado pelo bloqueio da liberação de IL-1β. Estudos mostraram que o antagonista P2X7R A438079 pode reduzir a quantidade de IL-1β liberada pelos macrófagos periféricos de forma dependente da dose, inibir a atividade espontânea dos neurônios da medula espinhal em ratos neuropáticos e regular o comportamento da dor modulando a interação imuno-neural liberada pelas citocinasendógenas 74.
5. Neurônio regulado por P2X7R
A lesão dos nervos periféricos causa resposta nociceptiva excessiva dos neurônios do chifre dorsal espinhal e ativa aferentes nociceptivas convergentes dos neurônios dorsal. Essa mudança é considerada um indicador do desenvolvimento daNPP 75. Na medula espinhal do rato, a eliminação do gene da proteína mediadora da resposta colapsina mediada por RNA (CRMP2) por interferência curta diminuiu a frequência e amplitude das correntes pós-sinápticas excitatórias espontâneas nos neurônios agudos do chifre dorsal superficial da espinha, mas não diminuiu a frequência e amplitude das correntes pós-sinápticas espontâneas inibitórias, e não teve efeito sobre pequenas correntes pós-sinápticas excitatórias e pós-sinápticasinibitórias 76. A expressão de P2X7R nos neurônios tem sido historicamente debatida. No passado, foi controverso se P2X7R é expresso em neurônios. Com o avanço das pesquisas, alguns estudos revelaram que P2X7R é expresso em neurônios, que podem regular a atividade neuronal e participar da transmissão de informação sensorial e geraçãode dor 77,78,79. No modelo NPP de ratos, os neurônios DRG foram tratados com a glicoproteína do envelope do HIV 120 (Gp120). A ativação do agonista P2X7R (BzATP) aumentou a corrente neuronal, enquanto o antagonista P2X7R BBG inibiu significativamente a corrente ativada por BzATP e aliviou a hiperalgesia nos neurônios DRG tratados com gp12080. O ATP pode induzir a produção de ROS nos neurônios do chifre dorsal da espinha, que pode ser eliminada pelo catador de ROS N-tert-butil-α-benzonitrila e pelo antagonista P2X7R A43807981. A injeção intratecal do agonista P2X7R BzATP pode induzir a produção de ROS da medula espinhal e danos oxidativos por DNA nos neurônios do chifre dorsal, além de potencializar o comportamento nociceptivo espontâneo bipolar emratos 81. Isso fornece evidências de que a ativação neuronal do P2X7R leva à produção de ROS e à consequente dor nociceptiva em ratos.
A ativação do P2X7R tem um efeito extensivo sobre a atividade dos neurônios da medula espinhal após lesão crônica. No modelo animal da dor patológica, o antagonista P2X7R A438079 pode reduzir a atividade evocada de diferentes tipos de neurônios da medula espinhal (limiar baixo, específicos para nociceptivos, ampla faixa dinâmica), regular a sensibilização central e produzir um efeito antinociceptivo82. Outros estudos mostraram que a regulação para cima da proteína DRG BDNF induzida por lesão do nervo ciático pode aumentar a atividade P2X7R e contribuir para a regulação positiva da expressão da proteína DRG P2X7R induzida pela lesão do nervociático 83. Além disso, a superexpressão do BDNF aumenta a expressão de P2X7R nos neurônios DRG e media o desenvolvimento da NPP. Foi ainda demonstrado que a superexpressão do BDNF aumentou a expressão de P2X7R nos neurônios DRG e mediou oNPP 83. Esses estudos revelaram que P2X7R é expresso em neurônios, e correntes e atividades neuronais mediam a dor neuropática. No entanto, alguns estudos descobriram que, na dor neuropática, P2X7R não é expressa em neurônios, mas sim em células gliais (como células gliais satélites no gânglio da raiz dorsal) que regulam a NPP. Portanto, são necessários mais estudos para confirmar e elucidar os mecanismos subjacentes à expressão e regulação da função neuronal de P2X7R.
6. Ativação antagonista do P2X7R e terapia NPP
Como mencionado anteriormente, a ativação do P2X7R medeia a ocorrência e o desenvolvimento da dor neuropática. Portanto, a inibição da ativação do P2X7R tem efeitos farmacológicos no alívio/tratamento da NPP. Atualmente, uma variedade de antagonistas P2X7R (como BBG, A438079 e A740003) foram desenvolvidos. Esses antagonistas podem atingir a atividade P2X7R e têm sido bem aplicados em diferentes doenças (como lesão medular, tumores e doenças cardiovasculares). Está confirmado que o P2X7R alvo tem a função de tratar doençasrelacionadas 84,85,86. Assim, esses antagonistas também têm sido usados no tratamento da dor, e as propriedades farmacológicas da analgesia podem ser exercidas ao inibir a ativação de P2X7R87,88.
A740003 (N-(1-{[cianoimino) (5-quinolinilamino) metil] amino}-2 cianoimino-dimetilpropila)-2-(3-metoxifenil) acetamida e A438079 (3-(5-(2mae 3muricofenil)-1H-tetrazol-1-il) metilpirina hidrocloridrato foram identificados quase ao mesmo tempo. A740003 é um derivado da cianoguanidina, enquanto A438079 é um derivado do tetrazol. Inicialmente, eles foram relatados como inibidores potentes dos receptores P2X7 e posteriormente caracterizados como antagonistas alostéricos, ligando-se a um local distinto do bolso de ligação aoATP 89,90. Eles agem sobre P2X7R da mesma forma e apresentam o mesmo efeito sob várias mutações no bolso de ligação alostérica, indicando que se ligam em uma configuração muito semelhante. A740003 é um antagonista competitivo inovador de P2X7R. Seu IC50 contra humanos e ratos é de 40 nM e 18 nM, respectivamente89. O IC50 antagônico de A438079 ao P2X7R humano era de 130nM 91,92. No modelo animal de dor neuropática diabética, a injeção intratecal do antagonista P2X7R A438079 prolongou significativamente o limiar de retirada mecânica e a latência térmica de retirada, diminuiu os níveis de mRNA e proteína de TRPV1 no gânglio da raiz dorsal, diminuiu o nível de fosforilação do p38 e da proteína reguladora do sinal extracelular 1sum2 (ERK1/2), e aliviou oNPP 93. A438079 reduziram significativamente a atividade de microglia e astrócitos após a laqueadura do nervo ciático, aumentaram o limiar de retirada mecânica das patas (MWT), diminuíram a duração da abstinência térmica e reduziram comportamentos semelhantes à depressão eansiedade 94. Os PWTs dos camundongos aumentaram 3 h após a injeção intratecal do antagonista seletivo P2X7R A740003 (50 nmol/L × 5 μL), atingindo o pico às 5 h. Além disso, também pode aliviar a dor ao eliminar a expressão de P2X7R emcamundongos 95.
Outro antagonista na aplicação da NPP é o Brilliant Blue G, um derivado comumente usado do composto sintético FD&C Blue 1, que é um antagonista altamente seletivo do P2X7R96. O BBG atua como um antagonista altamente seletivo do P2X7R em modelos de ratos, onde ele se liga a um bolsão alostérico de maneira não competitiva, inibindo correntes induzidas por ATP com um IC50 em torno de 300nM 97,98. Sua utilidade potencial é apoiada por estudos que demonstram sua segurança e capacidade de penetrar a barreira hematoencefálica nos modelosroedores 99. O inibidor de P2X7R BBG pode reduzir a expressão de NLRP3, IL-1β, IL-18, Caspase-1 e P2X7R na microglia estimulada por lipopolissacarídeos, além de aumentar o limiar de dorem ratos 100. A injeção intraperitoneal do agonista TRPV4 GSK-1016790A pode aumentar significativamente a hiperalgese mecânica e a hiperalgese térmica em ratos, enquanto o antagonista P2X7R BBG pode inibir parcialmente a hiperalgese emratos 100. O antagonista do P2X7R, BBG, pode reduzir a expressão de IL-1β e do receptor de α do fator de necrose tumoral e o nível de fosforilação do ERK1/2, aumentar a expressão de IL-10 e aliviar a hiperalgesia em ratos com NPP101.
Outros antagonistas P2X7R comumente utilizados, como KN-62, JNJ-54175446 e AZ10606120, têm efeitos farmacológicos no alívio da dor em outros tipos de dor, incluindo dor inflamatória, dor visceral e dor de câncerósseo 102,103,104, mas há poucos relatos sobre a aplicação da NPP, que pode ser diferente da P2X7R em diferentes tipos de modelos animais e esquemas de design. No entanto, os antagonistas P2X7R fizeram algum progresso na terapia com NPP e ainda têm espaço para desenvolvimento adicional. Portanto, há uma ótima perspectiva de explorar mais antagonistas mirando P2X7R em NPP.
7. Redução direcionada da expressão P2X7R para aliviar a NPP
Entende-se que a lesão do sistema nervoso central (medula espinhal) ou do nervo periférico (como os nervos ciático ou trigêmeo) pode aumentar significativamente a expressão de P2X7R nos tecidos, o que está intimamente relacionado à ocorrência e progressão da NPP. Estudos diferentes mostraram que a expressão de P2X7R é significativamente aumentada em um modelo de dor neuropática. Portanto, direcionar P2X7R e reduzir sua expressão pode aliviar ou tratar a NPP. Atualmente, alguns estudos mostraram que fisioterapia, migração celular, componentes vegetais (como ácido gálico), toxina botulínica e resveratrol podem reduzir a expressão de P2X7R na medula espinhal ou no tecido nervoso, e resultados consideráveis foram relatados no tratamento deNPP 105,106,107,108,109,110 . O receptor canabinoide 2 (CB2R) é um dos receptores importantes no sistema canabinoide endógeno. É amplamente expressa no sistema nervoso central, especialmente nas células gliais, e desempenha um papel importante no desenvolvimento e progressão da inflamação do sistemanervoso 111. Após a lesão nervosa poupada, o conteúdo de P2X7R no corno dorsal da coluna aumentava com o tempo, mas após a injeção intratecal contínua do agonista CB2R PM226, o conteúdo da proteína P2X7R no tecido cerebral diminuiu significativamente, reduziu o número de microglia e a liberação de citocinas inflamatórias, desempenhou um papel neuroprotetor e aliviou a hiperalgesia mecânica emratos 111. O ácido gaulês (ácido 3-4-5-tri-tri-hidroxibenzoico), que ocorre naturalmente em muitas plantas, possui efeitos anti-inflamatórios, antioxidantes e analgésicos. Estudos mostraram que o ácido gaulês pode inibir a ferroptose na microglia da medula espinhal e reduzir a lesão mitocondrial ao regular a via de sinalização P2X7R-ROS, aliviando assim mudanças comportamentais em ratos com dor edepressão 112. A diidromirieritina pode reduzir a expressão de P2X7R em DRG, medula espinhal e hipocampo, diminuir os níveis de proteína regulada por sinal extracelular fosforilada 1, p38, TNF-α e IL-1, e aliviar efetivamente a NPP emratos 113.
Nos últimos anos, com a contínua exploração de métodos de tratamento da dor, foi introduzido o conceito de terapia de transplante celular. Os pesquisadores cultivaram células ativas e funcionais (como células-tronco mesenquimatos, células-tronco neurais, células de Schwann e células de revestimento olfativo) in vitro e transplantaram-nas para o hospedeiro por meio de neuroproteção, anti-inflamação e promoção da regeneração axonal, reduzindo a expressão de P2X7R nos tecidos, desempenhando assim um papel no alívio daNPP 114,115,116,117,118. Um estudo mostrou que, 4 semanas após a injeção de células-tronco neurais no segmento da medula espinhal lesionado, em um modelo de lesão da medula espinhal de rato, a expressão da proteína neurofilamentar aumentou significativamente, enquanto a expressão da proteína ácida fibrilar glial e da P2X7R (P2X4R) diminuiu, a função motora e sensorial melhorou significativamente, e a dor neuropática foialiviada. Em nosso estudo anterior, após o transplante de células envolventes olfativas e células microencapsuladas no modelo de lesão do nervo ciático, a expressão de P2X7R na medula espinhal foi avaliada usando métodos comportamentais. Os resultados mostraram que o transplante celular poderia reduzir significativamente a expressão da proteína P2X7R e do mRNA, e o número de células positivas marcadas com P2X7R no tecido da medula espinhal, além de aliviar a hiperalgesiaem ratos 118. Aumentamos ainda mais a regulação da expressão de P2X7R em células envolventes pelo olfato, combinadas com biomateriais (quitosana) no sítio do nervo ciático lesionado, e aliviamos significativamente a NPP emratos 120. Todos esses estudos revelam que direcionar P2X7R e reduzir sua expressão podem aliviar / tratar NPP, proporcionando um tratamento mais amplamente disponível para NPP.
Esclarecer a heterogeneidade do modelo NPP é crucial para a transformação clínica da terapia direcionada a P2X7R. Comparadas a outros tratamentos comuns com NPP, estratégias direcionadas a P2X7R (antagonistas, regulação direcionada para baixo) apresentam vantagens únicas na regulação de populações celulares-chave e no bloqueio da sinalização purinérgica 3,4,6,7,10,12.
A NPP pode ser dividida em tipos traumáticos, diabéticos, induzidos por quimioterapia e virais, com mecanismos distintos mediados por P2X7R 2,5,12,55,80,101: modelos traumáticos envolvem ativação glial e transtorno purinérgico 4,5,33; Modelos diabéticos estão relacionados à neuroinflamação induzida por hiperglicemia e à ativação do inflamassomaNLRP3 5.113; Modelos induzidos por quimioterapia envolvem ativação e sensibilização de macrófagos/glial 2,15; Modelos virais são mediados pela ativação imunológica/glial e pela excitabilidade aprimorada dos neurôniossensoriais 6,80,101, consistente com casosclínicos 12.
A iniciação da NPP depende da ativação do P2X7R induzida por ATP e da neuroinflamaçãoinicial 3,5,2,55,80; a manutenção depende da ativação persistente do P2X7R e da comunicação glial-neuronalanormal 4,6,56,60. Fêmeas apresentam maior expressão de P2X7R, dor mais intensa e maior sensibilidade a antagonistas em modelos traumáticose diabéticos 55,66, enquanto as diferenças sexuais em outros modelos permanecem pouco estudadas.
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O mecanismo da NPP após lesão nervosa é complexo, o que pode levar a disfunção sensorial e motora, afetar seriamente a qualidade de vida dos pacientes e não há tratamento eficaz. Portanto, minerar a base molecular da NPP é útil para o tratamento da NPP. Felizmente, o canal iônico P2X7R demonstrou desempenhar um papel fundamental na ocorrência e desenvolvimento da NPP. A ativação ou superexpressão de P2X7R pode regular a ativação das células gliais e dos macrófagos, mediar a liberação de ...
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