Papel da via de sinalização succinato/Sucnr1 em neurônios sensoriais primários na fisiopatologia da dor neuropática induzida por paclitaxel

Autor(es)

Francisco Isaac Fernandes Gomes

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Ribeirão Preto.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (PCARP/BC)
• Data de defesa: 2024-07-04

Membros da banca

Thiago Mattar Cunha; Djane Braz Duarte; Felipe Villela Gomes; Vanessa Olzon Zambelli

• Orientador: Thiago Mattar Cunha

Resumo

A dor neuropática é uma doença do sistema somatossensorial que pode ser causada por danos mecânicos, biológicos, metabólicos ou químicos. Os agentes antineoplásicos são neurotóxicos aos neurônios sensoriais primários, causam axonopatia em indivíduos sob tratamento oncológico, e levam ao surgimento de sintomas como alodinia e hiperalgesia a estímulos mecânicos e térmicos de duração prolongada. Isso limita o emprego ótimo da dose e/ou a duração adequada do tratamento antineoplásico e altera a morbidade e mortalidade de pacientes oncológicos. Evidências científicas das duas últimas décadas indicam que agentes antineoplásicos causam danos mitocondriais em neurônios sensoriais primários por alterar a estrutura e a função mitocondrial, o que culmina em danos bioenergéticos e metabólitos. Dentre tais evidências, observa-se o efeito inibitório do agente antineoplásico paclitaxel sobre a atividade enzimática do complexo mitocondrial II ou succinato desidrogenase (SDH). Dessa forma, hipotetizamos que o tratamento com paclitaxel causaria estresse e desbalanço energético, culminando com elevação nos níveis de succinato. Tal fenômeno, de maneira similar a outros contextos patológicos, causaria a ativação da via de sinalização succinato e seu receptor, Sucnr1, resultando em um papel biológico na dor neuropática induzida por paclitaxel. Assim, objetivamos estudar o papel da via de sinalização succinato/Sucnr1 em neurônios sensoriais primários na fisiopatologia da dor neuropática induzida por paclitaxel. Nossos achados demonstraram que o tratamento com paclitaxel (8 mg/kg; i.p.) elevou a concentração plasmática e tecidual, nervo isquiático, de ácido succínico de maneira significativa, não se observando diferenças nos gânglios da raiz dorsal da medula espinal após quantificação por cromatografia líquida acoplada a espectroscopia de massas. Ademais, a reanálise de bancos de dados de sequenciamento de RNA revelou que o tratamento com paclitaxel modifica a assinatura transcricional de neurônios sensoriais primários, enriquecendo genes relacionados à oxidação fosforilativa, ciclo dos ácidos tricarboxílicos e cadeia de transporte de elétrons. Adicionalmente, ensaio de atividade enzimática de SDH no gânglio da raiz dorsal revelou redução significativa após o tratamento com paclitaxel, não sendo observado o mesmo para no nervo isquiático. Para averiguar o impacto da deleção total do receptor de succinato, desenvolvemos uma nova linhagem de camundongos com deleção total desse receptor. Nessa linhagem, o tratamento com paclitaxel não causou o desenvolvimento de respostas nociceptivas de maneira similar ao observado a sua linhagem wildtype, havendo atenuação das respostas comportamentais nociceptivas no modelo de dor neuropática induzida por paclitaxel. Em seguida, observou-se que a injeção de succinato (0,1 - 100 nmol) na pata de camundongos selvagens reduziu o limiar mecânico de retirada de maneira dose-dependente. Ainda, a dose de 1 nmol/pata sensibilizou camundongos a estímulos mecânicos inócuos e térmicos frio e quente, contudo, camundongos com deleção total de Sucnr1 apresentaram falência no desenvolvimento dessas respostas comportamentais. A seguir, demonstramos que a resposta inflamatória não contribui para o efeito pronociceptivo da via succinato/Sucnr1 e que succinato 10mM elevou a frequência de disparos espontâneos de neurônios do gânglio da raiz dorsal in vitro. Após isso, determinou-se a identidade molecular do neurônio sensorial primário que expressa Sucnr1. A reanálise de bancos de dados de sequenciamento de RNA de neurônios sensitivos revelou que Sucnr1 é expresso principalmente por neurônios Nav1.8 negativos, sendo posteriormente revelado que neurônios TrkB positivos carregam maior expressão de Sucnr1 em relação a demais identidades neuronais. Tais achados foram validados por RNA scope de Sucnr1, em que observamos cerca de 55% de neurônios TrKB+Sucnr1+. Assim, para excluirmos um possível papel funcional em nociceptores, depletou-se fibras sensitivas Trpv1 positivas com resiniferatoxina e Nav1.8 positivas pelo uso de animais Nav1.8Cre/0; iDTR flox/0 tratados com toxina diftérica. Observou-se a manutenção do efeito pronociceptivo após injeção de succinato 1 nmol/pata, assim como a expressão gênica de Sucnr1 no gânglio da raiz dorsal da medula espinal. Adicionalmente, a depleção condicional de Sucnr1 em fibras Nav1.8 positivas pelo uso de camundongos Nav1.8Cre/0; Sucnr1 flox/flox também não modificou as respostas comportamentais ao succinato 1 nmol/pata e nem a expressão gênica de Sucnr1 nos gânglios da raiz dorsal da medula espinal. Avaliou-se ainda se nociceptores seriam sensibilizados in vitro por succinato 10mM, porém, não se observou aumento de correntes totais de sódio como parâmetro de hiperexcitabilidade neuronal. Por fim, a deleção condicional de Sucnr1 em neurônios Nav1.8 positivos, Nav1.8Cre/0; Sucnr1 flox/flox, não atenuou/preveniu o desenvolvimento de dor neuropática induzida por paclitaxel (8 mg/kg; i.p.) após análise das respostas comportamentais ao longo de vinte e cinco dias. Portanto, nossos achados demonstram que o tratamento com paclitaxel eleva os níveis de succinato, que por sua vez pode atuar em neurônios Nav1.8 negativos, possivelmente TrkB positivos, sensibilizando essa população neuronal para o desenvolvimento de respostas nociceptivas. (AU)

• Processo FAPESP: 19/14285-3 - Papel da via de sinalização succinato/SUCNR1 em neurônios sensoriais no desenvolvimento da dor neuropática
• Beneficiário: Francisco Isaac Fernandes Gomes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado