Abstract:
RESUMEN
Implicación de los receptores purinérgicos P2X3 en el dolor crónico visceral durante la colitis ulcerativa
Estudios previos han demostrado que la colitis aguda conduce a un aumento en la excitabilidad neuronal de los ganglios de la raíz dorsal (DRG). Sin embargo, los elementos de señalización implicados en esta hiperexcitabilidad aún no se han descifrado por completo. La adenosina 5'-trifosfato (ATP) extracelular es una molécula de señalización sensorial reconocida que aumenta la respuesta nociceptiva después de la inflamación a través de la activación de los receptores P2X3, que se expresan principalmente en las neuronas sensoriales periféricas. El objetivo de este trabajo fue determinar la participación de los receptores P2X3 en la hiperexcitabilidad neuronal en un modelo animal de colitis aguda. Para lograr esto, se administró DNBS (ácido sulfónico de dinitrobenceno; 200 mg/kg) por vía intrarectal a ratones C57BL/6 y se evaluó la gravedad de la inflamación de acuerdo con los siguientes parámetros: pérdida de peso, puntajes macroscópicos y microscópicos. Se utilizó la técnica de patch-clamp para evaluar la excitabilidad neuronal mediante la medición de los cambios en la reobase y la activación del potencial de acción en las neuronas T8-L1 DRG. A-317491, es un antagonista del receptor P2X3 potente y selectivo bien establecido, sirvió para determinar la contribución de este receptor en las respuestas registradas. La expresión proteica de los receptores P2X3 en DRG se evaluó mediante Western blot e inmunofluorescencia. Cuatro días después de la administración de DNBS, se recolectaron secciones de colon para los análisis histológicos, las secciones provenientes de ratones DNBS mostraron ulceraciones focales, perdida de las criptas e infiltración de células inmunes. Las neuronas DRG de ratones tratados con DNBS fueron significativamente más excitables en comparación con los controles; estos cambios se correlacionaron con una mayor expresión del receptor P2X3. Además, la expresión de ARNm de TNF-α también fue significativamente mayor en los tejidos colónicos inflamados en comparación con los controles. La incubación de neuronas DRG con TNF-α dio como resultado una hiperexcitabilidad celular similar a la medida en neuronas provenientes de ratones DNBS. El antagonista selectivo del receptor P2X3, A-317491, bloqueó el efecto inducido por TNF-α. Estos resultados respaldan la hipótesis de que el TNF-α aumenta la excitabilidad de las neuronas DRG que inervan el colon a través de la modulación de la actividad del receptor P2X3.
Description:
ABSTRACT
Involvement of the P2X3 receptor in neuronal hyperexcitability in a colitis model in C57BL6 mice
Previous studies have demonstrated that acute colonic inflammation leads to an increase in dorsal root ganglia (DRG) neuronal excitability. However, the signaling elements implicated in this hyperexcitability have yet to be fully unraveled. Extracellular adenosine 5’-triphosphate (ATP) is a well-recognized sensory signaling molecule that enhances the nociceptive response after inflammation through activation of P2X3 receptors, which are expressed mainly by peripheral sensory neurons. The aim of this study is to investigate how P2X3 alters neuronal hypersensitivity in an animal model of acute colitis. To achieve this, DNBS (Dinitrobenzene sulfonic acid; 200 mg/kg) was intrarectally administered to C57BL/6 mice, and inflammation severity was assessed according to the following parameters: weight loss, macroscopic and microscopic scores on colonic tissue. Perforated patch clamp technique was used to evaluate neuronal excitability via measuring changes in rheobase and action potential triggered in T8-L1 DRG neurons. A-317491, a well-established potent and selective P2X3 receptor antagonist, helped to determine the contribution of the receptor on recorded responses. Protein expression of P2X3 receptors in DRG was evaluated by western blotting and immunofluorescence. Four days post-DNBS administration, colons were processed for histological analyses of ulceration, crypt morphology, goblet cell density, and immune cell infiltration. DRG neurons from DNBS-treated mice were significantly more excitable compared with controls; these changes correlated with increased expression of the P2X3 receptor. Furthermore, TNF-α mRNA expression was also significantly higher in inflamed colons compared to controls. Incubation of control DRG neurons with TNF-α resulted in similar cell hyperexcitability as measured in DNBS-derived neurons. The selective P2X3 receptor antagonist, A-317491, blocked the TNF-α-induced effect. These results support the hypothesis that TNF-α enhances colon-innervating DRG neuron excitability via modulation of P2X3 receptor activity.