The Role of Kinin Receptors in Preventing Neuroinflammation and Its Clinical Severity during Experimental Autoimmune Encephalomyelitis in Mice

Background: Multiple sclerosis (MS) is a demyelinating and neuroinflammatory disease of the human central nervous system (CNS). the expression of kinins is increased in MS patients, but the underlying mechanisms by which the kinin receptor regulates MS development have not been elucidated.Methodology/Principal Findings: Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) was induced in female C57BL/6 mice by immunization with MOG(35-55) peptide emulsified in complete Freund's adjuvant and injected with pertussis toxin on day 0 and day 2. Here, we report that blockade of the B(1)R in the induction phase of EAE markedly suppressed its progression by interfering with the onset of the immune response. Furthermore, B(1)R antagonist suppressed the production/expression of antigen-specific T(H)1 and T(H)17 cytokines and transcription factors, both in the periphery and in the CNS. in the chronic phase of EAE, the blockade of B(1)R consistently impaired the clinical progression of EAE. Conversely, administration of the B(1)R agonist in the acute phase of EAE suppressed disease progression and inhibited the increase in permeability of the blood-brain barrier (BBB) and any further CNS inflammation. of note, blockade of the B(2)R only showed a moderate impact on all of the studied parameters of EAE progression.Conclusions/Significance: Our results strongly suggest that kinin receptors, mainly the B(1)R subtype, play a dual role in EAE progression depending on the phase of treatment through the lymphocytes and glial cell-dependent pathways.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Programa de Apoio aos Nucleos de Excelencia (PRONEX), BrazilFundacaode Apoio a Pesquisa Cientifica Tecnologica do Estado de Santa Catarina (FAPESC), BrazilUniv Fed Santa Catarina, Dept Pharmacol, Ctr Biol Sci, Florianopolis, SC, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, Dept Biophys, São Paulo, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, Dept Biophys, São Paulo, BrazilWeb of Scienc

Mecanismos envolvidos na hipernocicepção mecânica muscular induzida pela Interleucina-6 (IL-6) em camundongos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2010O objetivo do presente estudo foi investigar os possíveis mecanismos e mediadores envolvidos na hipernocicepção mecânica muscular induzida pela administração intramuscular (i.m.) de IL-6, no músculo gastrocnêmio de camundongos. Foi demonstrado que a injeção i.m. de IL-6 (3, 6 ou 10 ng/sítio) reduziu significativamente o limiar da resposta mecânica de maneira dose e tempo (1 - 6 h) dependentes em camundongos. Este efeito foi associado com aumento do recrutamento de células inflamatórias, como avaliado através da coloração H&E, além das atividades das enzimas MPO e NAG, e também com o aumento dos níveis de citocinas pró-inflamatórias (TNF-?, IL-1? e KC). Além disso, camundongos nocaute para TNFR1-/-, ou ainda os animais pré-tratados com o antagonista seletivo CXCR2, SB225002, ou com os anticorpos anti-macrófago, anti-TNF-? ou anti-KC, e ainda com o antagonista para o receptor para IL-1 (IL-1ra) demonstraram redução significativa da hipernocicepção mecânica induzida pela IL-6. Ademais, o tratamento sistêmico com inibidores de mediadores inflamatórios, como indometacina, celecoxibe, SC560, ou guanetidina, também reduziram a resposta nociceptiva causada pela administração i.m. de IL-6. A participação de diferentes vias de sinalização intracelular também foi observada, uma vez que o pré-tratamento local com inibidores de fosfolipase A2 (PACOCF3), fosfolipase C (U73122), proteína quinase C (GF109203X), proteína quinase A (KT-5720), ou com fosfatidilinositol 3-quinase (AS605204), reduziram significativamente a hipernocicepção muscular induzida pela IL-6. Similarmente, o tratamento i.m. dos inibidores seletivos de p38 (SB203580), ERK (PD98059) ou JNK (SP60015) também inibiram a hipersensibilidade mecânica induzda pela IL-6. Ainda, ERK, JNK e p38 encontraram-se fosforiladas 5 minutos após a administração i.m. de IL-6. Estes resultados forneceram novas evidências que indicam papel relevante da IL-6 no desenvolvimento e na manutenção da hipernocicepção muscular em camundongos. Ainda, a hipersensibilidade mecânica muscular induzida pela parece promover ativação de células residentes, infiltração de células polimorfonucleares, produção de citocinas, prostanóides e liberação de aminas simpaticomiméticas e ativação de vias intracelulares, especialmente MAPKs

Participação da quimiocina CXCL1 em modelos experimentais de dor crônica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2015.A dor crônica é um problema de saúde grave, que afeta milhões de pessoas por todo o mundo. No entanto, não há terapia farmacológica disponível para o tratamento adequado de pacientes com dor crônica. Estudos recentes fornecem evidências convincentes de que a neuroinflamação desempenha um papel fundamental na patogênese dador crônica. O objetivo deste estudo foi avaliar o possível envolvimento da quimioquina CXCL1 na patogênese da dor neuropática, utilizando para isso diferentes modelos experimentais. A injeção intraneural (i.n.)de CXCL1 em camundongos causou hiperalgesia mecânica e térmica (ao calor) de longa duração, associada com migração de neutrófilos para o local da injeção no nervo ciático. A depleção destas células, após o tratamento dos animais com vimblastina, reduziu a hiperalgesia mecânica induzida pela quimiocina. A administração da CXCL1 no nervo ciático de camundongos aumentou os níveis teciduais da interleucina 1?? (IL-1??), interleucina 6 (IL-6) e da quimiocina CCL2, mas não do fator de necrose tumoral ?? (TNF-??). A participação da CXCL1 no modelo de ligação parcial do nervo ciático (LPNC) também foi evidenciada, uma vez que após a lesão os níveis teciduais e a expressão do RNAm para a CXCL1 encontraram-se aumentados tantono nervo ciático quanto na medula espinhal de camundongos. Otratamento com anticorpo anti-CXCL1 no momento, ou 4 dias após aLPNC reduziu de maneira significante tanto a hiperalgesia mecânica como a térmica (ao calor). Além disso, a administração intratecal (i.t.)do anticorpo anti-CXCL1 foi eficaz em inibir a hiperalgesia mecânica induzida pela LPNC, sugerindo a participação central desta quimiocinano desenvolvimento da dor neuropática. Estendendo os resultados anteriores, foi demonstrado que a participação da CXCL1 nos mecanimos envolvidos na LPNC depende da migração de neutrófilos, bem como da liberação de mediadores inflamatórios, especialmente daIL-1?? e IL-6. Finalmente, avaliou-se o possível envolvimento da quimiocina CXCL1 em um modelo de dor neuropática não relacionadoa lesão direta de nervos, a neuropatia periférica induzida pelo paclitaxel (PTX), um quimioterápico de amplo uso clínico. A administração repetida de PTX induziu o aumento significativo da expressão do RNAm para CXCL1 tanto no GRD como na medula espinhal, bem como aumentou os níveis teciduais desta quimiocina na medula espinal. O tratamento sistêmico com o anticorpo anti-CXCL1, mas não o com antagonista do receptor CXCR2, reduziu a hiperalgesia mecânica instalada induzida pelo PTX. De modo relevante, o tratamento preventivo destas drogas quando administrados pela via intratecal inibiram de maneira significativa a hiperalgesia mecânica induzida pelo PTX. Estes resultados sugerem a participação da quimiocina CXCL1 e do seu receptor expressos na medula espinhal no desenvolvimento da neuropatia induzida pelo PTX. Ainda os mecanismos centrais envolvidos na hiperalgesia mecânica induzida pelo PTX parecem depender da ativação da via de sinalização PI3K/AKT, e não das enzimas PLC e PKC. Os resultados do presente estudo demonstraram que a quimiocina participa dos mecanismos envolvidos no estabelecimento e manutenção da dor crônica em modelos experimentais. Desta maneira, estratégias que contribuam para inibir a ação e/ou a liberação desta quimiocina poderiam constituir ferramentas terapêuticas importantes para o tratamento da dor neuropática em seres humanos.Abstract : Chronic pain is a rising health problem that is predicted to affect millions of people worldwide. However, there are so far no available pharmacotherapies providing satisfactory pain relief for patients with persistent pain. Recent studies provide compelling evidence that neuroinflammation plays a key role in the pathogenesis of chronic pain. In this study we sought to evaluate the involvement of chemokine CXCL1 in the pathogenesis of neuropathic pain in different experimental models. Intraneural injection (i.n.) of CXCL1 induced thermal and mechanical hyperalgesia in mice and caused neutrophil migration into the mouse sciatic nerve. Depletion of these cells in animals pre-treated with vinblastine significantly reduced the mechanical hyperalgesia induced by the chemokine. Administration of CXCL1 in the sciatic nerve of mice increased tissue levels of interleukin1ß (IL-1ß), interleukin 6 (IL-6) and chemokine CCL2, but not the tumor necrosis factor a (TNF-a). CXCL1 role in the partial ligation of the sciatic nerve (PLSN) model was also demonstrated since after surgery their tissue levels and CXCL1 mRNA expression increased in the sciatic nerve and spinal cord tissues. Treatment with anti-CXCL1 antibody at the moment or 4 days after surgery reduced mechanical and thermal hyperalgesia induced by PLSN. Furthermore, the intratecal (i.t.) injection of anti-CXCL1 antibody also inhibited mechanical hyperalgesia induced by PLSN, suggesting the central involvement of this chemokine in the development of neuropathic pain. The participation of the CXCL1 in the PLSN model also depends on neutrophils migration and release of inflammatory mediators such as IL-1ß and IL-6. Finally we evaluated the involvement of CXCL1 chemokine in a neuropathic pain model that was not dependent on direct nerve injuries, the neuropathic pain model induced by the chemotherapy paclitaxel (PTX). Repeated administration of PTX induced a significant increase in expression of CXCL1 mRNA in spinal cord and DRG, as well as increased the tissue levels of this chemokine in the spinal cord. Systemic treatment with anti-CXCL1 antibody, but not the CXCR2 receptor antagonist, reduced the installed mechanical hyperalgesia induced by PTX. Preventive treatment of these drugs when administered by intratecal route significantly inhibited the mechanical hyperalgesia induced by PTX. These results suggest the involvement of CXCL1 chemokine and its receptor expressed in the spinal cord in the development of neuropathy induced by PTX. Furthermore, central mechanisms involved in the mechanical hyperalgesia induced PTX appear to depend on activation of the PI3K/AKT signaling pathway, and independent of PLC and PKC enzymes activation. The results of this study demonstrated the role of CXCL1 in the establishment and maintenance of chronic pain in experimental models. Thus, strategies to inhibit the action and/or the release of this chemokine might be an important therapeutic tool for the treatment of neuropathic pain inhumans

Caracterização morfológica e seleção de acessos de mamoneira visando ao cultivo mecanizado

Castor bean (Ricinus communis L.) is an oilseed found in different regions worldwide, due to its easy propagation and adaptability. Cropping more productive disease-resistant genotypes that enable a mechanized production ensures greater economic returns for farmers. This study aimed to morphologically characterize and select promising castor bean accessions for mechanized cropping, mainly as a source of genetic variability for breeding programs with this purpose. Fifty accessions were assessed. Analysis of variance, dissimilarity clustering via the unweighted pair-group method with arithmetic mean (UPGMA) and principal component analysis were used to analyze the collected data. The dissimilarity analysis based on the Gower distance for qualitative and quantitative variables revealed three groups of accessions and the principal component analysis enabled the selection of those with desirable traits. The accessions BOC1, PRAT1 and SM2 exhibited morpho-agronomic characteristics of interest to the mechanized production, such as ideal plant height, diameter, seed weight and oil content. Such genotypes show a potential for use as genitors in genetic breeding programs of castor bean. KEYWORDS: Ricinus communis, mechanized agriculture, genetic breeding of oilseeds.A mamoneira (Ricinus communis L.) é uma oleaginosa encontrada em várias regiões do mundo, devido à sua fácil propagação e adaptação. O cultivo de genótipos mais produtivos, resistentes a doenças e que permitem o uso de mecanização traz maior retorno econômico para os produtores. Objetivou-se realizar a caracterização morfológica e seleção de acessos de mamoneira promissores para o cultivo mecanizado, sobretudo como fonte de variabilidade para programas de melhoramento com este propósito. Cinquenta acessos foram avaliados. Os dados foram submetidos a análise de variância, análise de agrupamento pelo método UPGMA e análise de componentes principais. A análise de dissimilaridade baseada na distância de Gower para variáveis qualitativas e quantitativas revelou três grupos de acessos e a análise de componentes principais possibilitou a seleção daqueles com características desejáveis. Os acessos BOC1, PRAT1 e SM2 exibiram características morfoagronômicas de interesse para o cultivo mecanizado, tais como altura de planta, diâmetro, peso de sementes e teor de óleo ideais. Tais genótipos mostram potencial para uso como genitores em programas de melhoramento genético de mamoneira. PALAVRAS-CHAVE: Ricinus communis, mecanização agrícola, melhoramento genético de oleaginosas

Nociceptor Overexpression of NaV1.7 Contributes to Chronic Muscle Pain Induced by Early-Life Stress

Adult rats previously submitted to neonatal limited bedding (NLB), a model of early-life stress, display muscle mechanical hyperalgesia and nociceptor hyperexcitability, the underlying mechanism for which is unknown. Since voltage-gated sodium channel subtype 7 (NaV1.7) contributes to mechanical hyperalgesia in several preclinical pain models and is critical for nociceptor excitability, we explored its role in the muscle hyperalgesia exhibited by adult NLB rats. Western blot analyses demonstrated increased NaV1.7 protein expression in L4-L5 dorsal root ganglia (DRG) from adult NLB rats, and antisense oligodeoxynucleotide (AS ODN) targeting NaV1.7 alpha subunit mRNA attenuated the expression of NaV1.7 in DRG extracts. While this AS ODN did not affect nociceptive threshold in normal rats it significantly attenuated hyperalgesia in NLB rats. The selective NaV1.7 activator OD1 produced dose-dependent mechanical hyperalgesia that was enhanced in NLB rats, whereas the NaV1.7 blocker ProTx-II prevented OD1-induced hyperalgesia in control rats and ongoing hyperalgesia in NLB rats. AS ODN knockdown of extracellular signal-regulated kinase 1/2, which enhances NaV1.7 function, also inhibited mechanical hyperalgesia in NLB rats. Our results support the hypothesis that overexpression of NaV1.7 in muscle nociceptors play a role in chronic muscle pain induced by early-life stress, suggesting that NaV1.7 is a target for the treatment of chronic muscle pain. PERSPECTIVE: We demonstrate that early-life adversity, induced by exposure to inconsistent maternal care, produces chronic muscle hyperalgesia, which depends, at least in part, on increased expression of NaV1.7 in nociceptors

An adaptive signaling network in melanoma inflammatory niches confers tolerance to MAPK signaling inhibition

Mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway antagonists induce profound clinical responses in advanced cutaneous melanoma, but complete remissions are frustrated by the development of acquired resistance. Before resistance emerges, adaptive responses establish a mutation-independent drug tolerance. Antagonizing these adaptive responses could improve drug effects, thereby thwarting the emergence of acquired resistance. In this study, we reveal that inflammatory niches consisting of tumor-associated macrophages and fibroblasts contribute to treatment tolerance through a cytokine-signaling network that involves macrophage-derived IL-1β and fibroblast-derived CXCR2 ligands. Fibroblasts require IL-1β to produce CXCR2 ligands, and loss of host IL-1R signaling in vivo reduces melanoma growth. In tumors from patients on treatment, signaling from inflammatory niches is amplified in the presence of MAPK inhibitors. Signaling from inflammatory niches counteracts combined BRAF/MEK (MAPK/extracellular signal–regulated kinase kinase) inhibitor treatment, and consequently, inhibiting IL-1R or CXCR2 signaling in vivo enhanced the efficacy of MAPK inhibitors. We conclude that melanoma inflammatory niches adapt to and confer drug tolerance toward BRAF and MEK inhibitors early during treatmen