Investigação da fisiopatogenia de modelos de dor neuropática trigeminal em ratos

Abstract

Neuralgia trigeminal (NT) é um tipo de dor neuropática orofacial intensa e debilitante sentida ao longo do nervo trigêmeo. Seu diagnóstico é meramente clínico, sem exames específicos, o que dificulta a presteza e eficácia do tratamento. O sintoma mais característico é alodínia mecânica relacionada à sensibilização central. Seu tratamento é farmacológico e/ou cirúrgico, no entanto pode trazer poucos benefícios e/ou importantes efeitos colaterais sem a garantia de remissão total dos sintomas. No tratamento farmacológico, os anticonvulsivantes são fármacos de primeira linha de tratamento, mas também são obtidas respostas de melhora com o uso de fármacos ansiolíticos e opioides. A dificuldade no tratamento da NT se deve, em parte, à falta de compreensão dos mecanismos envolvidos na geração da dor; sendo, desta forma, imprescindível a busca de um melhor entendimento da fisiopatologia da NT buscando identificar as vias envolvidas no processo de dor. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o possível envolvimento das vias gabaérgica, glutamatérgica e opioidérgica na fisiopatogenia de um modelo de neuralgia trigeminal em ratos. A resposta nociceptiva dos animais foi avaliada por meio do teste de von Frey eletrônicoantes e após a administração de agonistas gabaérgicos e opioidérgico e de antagonista glutamatérgico. Além da a resposta nociceptiva, foram avaliados os níveis de fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) em gânglio trigeminal, tronco encefálico e córtex pré-frontal. Todos os procedimentos experimentais foram realizados na Unidade de Experimentação Animal (UEA), Unidade de Análises Moleculares e de Proteínas (UAMP) do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). A indução da dor neuropática foi por constrição crônica do nervo infraorbitário (CCI-ION) proposto por Imamura em 1997 adaptado (Imamura Y., Kawamoto H., Nakanishi O. Charactherization of heat-hiperalgesia in experimental trigeminal neuropathy in rats. Exp Brain Res, 1997; 116: 97-103.). Para isso foram utilizados 112 ratos Wistar, machos divididos para o procedimento cirúrgico em 3 grupos: Controle Total, Dor e Sham. Quatorze dias após o procedimento cirúrgico, tempo necessário para o desenvolvimento da dor neuropática, realizamos dois protocolos e dividimos os grupos em: protocolo 1: controle veículo, cirurgia sham veículo, cirurgia sham agonista benzodiazepínico, cirurgia sham antagonista glutamatérgico, dor veículo, dor agonista benzodiazepínico, dor antagonista glutamatérgico; protocolo 2: controle veículo, cirurgia sham veículo, cirurgia sham agonista gabaérgico, cirurgia sham agonista opioidérgico, dor veículo, dor agonista gabaérgico, dor agonista opioidérgico. Os animais dos grupos sham sofreram apenas incisão cirúrgica, sem constrição do nervo. Durante o procedimento cirúrgico a indução anestésica foi feita com cetamina (50mg/kg) e xilazina (5mg/kg) e a manutenção, com isoflurano 2-3%. O controle da dor pós-operatória foi obtido com cloridrato de tramadol (10mg/kg) no intervalo de 12h por 48h. A resposta hiperalgésica mecânica (von Frey) foi avaliada antes da indução do modelo (medida basal), 7 e 14 dias após cirurgia, pré-administração dos fármacos, 15,30 e 60 minutos após administração dos fármacos: veículo - solução salina; agonista benzodiazepínico – diazepam (2 mg/kg); antagonista glutamatérgico - MK- 801 (0,25mg/Kg), agonista opioidérgico – morfina (5,0 mg/kg) e agonista gabaérgico – fenobarbital (100mg/kg). Os dados foram analisados por Equações Estimativas Generalizadas e expressos em média+EPM. Todos os procedimentos foram aprovados pelo CEUA/HCPA e CEUA/UFRGS sob número: 14-0604 e 29310, respectivamente. Inicialmente foram realizados testes para verificação do modelo de dor, foi observado que 14 dias após cirurgia de constrição do nervo infraorbitário, os animais do grupo dor apresentaram redução nos limiares de retirada da face no teste de von Frey facial comparado aos grupos controle e sham [GEE: interação grupo x tempo (Waldχ2=15,81; 2, P<0,05)]. Após o estabelecimento do modelo, foram realizados testes nociceptivos para avaliação das vias envolvidas na neuralgia trigeminal, observou-se interação grupo x tempo (Wald _2=175,74;18, P<0,01). No protocolo 1, os animais do grupo dor que receberam agonista benzodiazepínico (diazepam) apresentaram aumento no limiar nociceptivo a partir de 15 minutos após administração e este resultado permaneceu por até 60 minutos. Os animais do grupo dor que receberam antagonista glutamatérgico (MK-801) apresentaram aumento no limiar de retirada da face somente na avaliação realizada 60 minutos após a administração do fármaco. No protocolo 2, análise estatística mostrou interação entre as variáveis tempo x grupo (Wald χ2=657,53;18, P<0,01), os animais do grupo dor que receberam fenobarbital apresentaram aumento no limiar nociceptivo a partir de 15 minutos após administração e este resultado permaneceu por até 60 minutos. Por outro lado, os animais que receberam morfina apresentaram um aumento no limiar nociceptivo significativamente maior que os animais que receberam fenobarbital, no entanto ambos os fármacos reverteram a hiperalgesia induzida pela exposição ao modelo de dor. Na análise bioquímica, em córtex e tronco encefálico foi observado aumento nos níveis de BDNF tanto nos animais submetidos ao modelo de NT quanto aos que foram expostos a cirurgia sham (ANOVA de uma via/SNK, F(2,22)=13,46; F(2,25)=6,08, P<0,05, respectivamente. Em nível periférico foi observado aumento nos níveis de BDNF em gânglio trigeminal nos animais submetidos ao modelo de NT (ANOVA de uma via/SNK,F(2,22)=4,09; P<0,05). Em soro não foi observada diferença nos níveis de BDNF entre os grupos (ANOVA de uma via, P>0,05). Com base nos resultados encontrados, este estudo sugere que há o envolvimento das vias gabaérgica, glutamatérgica e opioidergica no processamento da dor neuropática orofacial (neuralgia trigeminal) sugerindo que há funcionalidade dos receptores testados. No entanto, estes agonistas gabaérgicos não induziram analgesia nos animais controles e cirurgia sham sugerindo uma alteração na liberação ou na síntese de GABA nos animais com NT. Neste estudo, não foram realizadas análises de expressão e quantificação de receptores, apenas avaliou-se a resposta nociceptiva e os níveis de BDNF centrais e periféricos. De acordo com estes achados a via gabaérgica teve uma resposta mais rápida que a via glutamatérgica. Alguns estudos demonstram que os receptores glutamatérgicos estão localizados em fibras não mielinizadas na periferia isto pode justificar o atraso na resposta dos animais que receberam antagonista glutamatérgico em nosso estudo. Quanto aos níveis de BDNF observamos que há um aumento desta neurotrofina nos animais submetidos ao modelo de NT sugerindo um envolvimento deste neuromodulador em eventos neuroplásticos da NT.

Trigeminal neuralgia (TN) is a type of intense and debilitating orofacial neuropathic pain felt along the trigeminal nerve. The diagnosis is purely clinical, without specific tests, which makes the promptness and effectiveness of treatment. The most characteristic symptom is mechanical allodynia related to central sensitization. Its treatment is pharmacological and / or surgical treatment, however can bring few benefits and / or significant side effects without the guarantee of complete remission of symptoms. In drug treatment, the anticonvulsant drug are first-line treatment, but also enhances responses are obtained with the use of anxiolytic drugs and opioids. The difficulty in treating NT is due in part to the lack of understanding of the mechanisms involved in the generation of pain; It is thus essential to search for a better understanding of the pathophysiology NT seeking to identify the pathways involved in pain process. Thus, the aim of this study was to evaluate the possible involvement of GABAergic pathways, glutamatergic and opioidergic in the pathogenesis of a model of trigeminal neuralgia in rats. The nociceptive response of the animals was assessed using the von Frey test eletrônicoantes and after administration of opioid agonists and GABAergic and glutamatergic antagonist. In the nociceptive response was evaluated derived neurotrophic factor levels in the brain (BDNF) in the trigeminal ganglia, brainstem, and prefrontal cortex. All experimental procedures were performed in the Animal Experimentation Unit (UEA), Unit of Analysis and Molecular Protein (UAMP) Porto Alegre Clinical Hospital (HCPA). The induction of neuropathic pain was by chronic constriction of the infraorbital nerve (CCI-ION) proposed by Imamura in 1997 adapted. For that they were used 112 male Wistar rats divided into the surgical procedure into 3 groups: Full Control, Pain and Sham. Fourteen days after surgery, time required for the development of neuropathic pain, performed two protocols and divided groups: Protocol 1: vehicle control, sham surgery vehicle, sham surgery benzodiazepine agonist, sham surgery glutamatergic antagonist, vehicle pain, agonist benzodiazepine pain and antagonist glutamatergic pain. Protocol 2: vehicle control, vehicle sham surgery, sham surgery gabaergic agonist, sham surgery opioid agonist, vehicle pain, gabaergic agonist pain, opioid agonist pain. The animals of the sham group underwent only surgical incision without nerve constriction. During surgery anesthesia was induced with ketamine (50 mg / kg) and xylazine (5 mg / kg) and maintained with isoflurane 2-3%. The control of postoperative pain has been obtained with tramadol hydrochloride (10mg / kg) at 12h intervals for 48 hours. The mechanical hyperalgesic response (von Frey) was assessed before induction model (baseline measurement), 7 and 14 days after surgery, pre-administration of drugs, 15,30 and 60 minutes after drug administration: Vehicle - saline; benzodiazepine agonist - diazepam (2 mg / kg); glutamatergic antagonist - MK-801 (0.25mg / kg), opioid agonist - Morphine (5.0 mg / kg) and gabaergic agonist - phenobarbital (100 mg / kg). Data were analyzed by Equation Generalised Estimates and expressed as mean ± SEM. All procedures were approved by CEUA / HCPA and CEUA / UFRGS under number: 14-0604 and 29310, respectively. Initially tests were carried out to verify the pain model, it was observed that 14 days after infraorbital nerve constriction surgery, animals pain group showed a reduction in the face withdrawal thresholds to von Frey facial test compared to control and sham groups [ GEE: group x time interaction (Wald 2 = 15.81; 2, P <0.05)]. After the model category, nociceptive tests were performed to assess the pathways involved in the trigeminal neuralgia, observed group x time interaction (Wald _2 = 175.74; 18 P <0.01). In protocol 1, the animals in the group who received pain benzodiazepine agonist (diazepam) showed an increase in nociceptive threshold from 15 minutes after administration and this result remained for up to 60 minutes. Animals of group pain that received glutamate antagonist (MK-801) showed an increase in the withdrawal threshold of the face only in the assessment was performed 60 minutes after drug administration. In protocol 2, statistical analysis showed interaction between the variables time x group (Wald χ2 = 657.53; 18, P <0.01), the animals showed increased nociceptive threshold from 15 minutes after administration of phenobarbital and morphine and this result remained for up to 60 minutes. On the other hand, animals receiving morphine showed an increased nociceptive threshold significantly higher in the animals receiving phenobarbital, however both drugs reversed hyperalgesia induced by exposure to pain model. In biochemical analysis, cortex and brainstem was observed increase in BDNF levels in both animals subjected to NT model and those who were exposed to sham surgery (one-way ANOVA / SNK, F (2,22) = 13.46 ;. F (2,25) = 6.08, P <0.05, respectively, at the peripheral level increase was observed in BDNF levels in trigeminal ganglion of animals subjected to the NT model (one-way ANOVA / SNK F ( 2,22) = 4.09; P <. 0.05). In serum was no difference in BDNF levels between groups (one-way ANOVA, P> 0.05) based on the results, this study. suggests that there is involvement of gabaergic pathways, glutamatergic and opioidergic processing orofacial neuropathic pain (trigeminal neuralgia) suggesting that there is functionality of the tested receptors. However, these GABAergic agonists did not induce analgesia in control animals and sham surgery suggesting a change in release or GABA synthesis in animals with NT. in this study, were not realized expression analysis and quantification of receptors, only evaluated the nociceptive response and the central and peripheral levels of BDNF. According to these findings, gabaergic pathways had a faster response than glutamatergic pathways. Some studies have shown that glutamate receptors are located in non-myelinated fibers in the periphery that can justify the delay in the animals that received glutamatergic antagonist in our study. As for BDNF levels we observed that there is an increase of this neurotrophin in animals subjected to NT model suggesting an involvement of this neuromodulator in neuroplastic events NT.