A dor neuropática é uma condição debilitante causada por danos no sistema nervoso somatossensorial, como lesões dos nervos periféricos. As células do sistema imune, em particular os monócitos/macrófagos, desempenham um papel fundamental no desenvolvimento deste processo. Embora diversos estudos sugiram o envolvimento dessas células na medula espinal e gânglio da raiz dorsal (GRD) após a indução da neuropatia, a caracterização funcional e fenotípica, bem como a origem dessas células nesses órgãos, ainda não está esclarecida. Na medula espinal, estudos recentes têm demonstrado que apesar da massiva ativação e proliferação da micróglia residente, não há recrutamento de células mielóides para esse tecido após a indução da neuropatia, divergindo dos dados anteriormente descritos na literatura. Diante desses estudos controversos, iniciamos nosso trabalho demonstrando que possivelmente as células mielóides não são capazes de ultrapassar a barreira hematoencefálica e infiltrar na medula espinal após a indução da neuropatia periférica pelo modelo de SNI e assim, a ativação microglial ocorre de maneira independente do infiltrado dessas células neste tecido. No que se refere aos GRDs, trabalhos anteriores demonstram que há um aumento dos marcadores de ativação de macrófagos nesse tecido após a lesão periférica. Com isso, nós caracterizamos as subpopulações de monócitos/macrófagos presentes no GRD e identificamos, células CX3CR1+ e células CCR2+. De maneira interessante, ao isolarmos as células CX3CR1+ observamos que esse subtipo celular possa ser as principais células responsáveis pela produção dos mediadores inflamatórios no GRD após indução de SNI, enquanto as células CCR2+ parecem contribuir apenas de maneira parcial para a produção de IL-1? e TNF-? neste tecido, uma vez que a expressão desses mediadores não foi totalmente suprimida na ausência desse subtipo celular. Por fim, investigamos a origem desses subtipos de monócitos presentes no GRD. Por meio da parabiose entre animais wild type e GFP+, observamos que embora haja um pequeno aumento de células GFP+ no GRD de animais lesionados, essas células não são macrófagos. Corroborando com esses dados, ao realizarmos a parabiose de animais wild type com animais CX3CR1GFP/+CCR2RFP/+ não observamos presença de células CX3CR1 ou CCR2 no GRD após SNI. Em conjunto, nossos dados demonstram que existem duas subpopulações de monócitos no GRD, sendo uma delas residente e contribuindo de maneira efetiva para a produção dos mediadores inflamatórios locais e outra população de células CCR2+ que podem ter um papel mais relevante no sítio da lesão e assim, a exacerbação da inflamação local pode interferir indiretamente, na ativação das células presentes nos GRDs, bem como na produção dos mediadores inflamatórios no tecido, que vão contribuir para o desenvolvimento da dor neuropática. / Neuropathic pain is a debilitating disease due to severe damage to the nervous system, induced by peripheral nerve injury. The cells of the immune system, especially monocytes/macrophages, played a critical role in these process. Several projects have been suggested the role of these cells in the spinal cord and dorsal root ganglia (DRG) after neuropathic pain induction, but the functional and phenotypic characterization, as well as the source of cells, is still unclear. In the spinal cord, recent studies have shown that although massive activation and proliferation of the microglial occurred, there is no recruitment of myeloid cells to this tissue after the neuropathic pain induction, but this is contrary to previous findings in the literature. Based on this controversial studies, we first showed that myeloid cells are not able to overcome the blood-brain barrier and infiltrate in the spinal cord after the peripheral nerve injury by SNI model and thus, the microglial activation occurs independent of the infiltration of these cells in this tissue. With regard to DRGs, previous work has shown that there is an increase in the activation markers of macrophages after peripheral nerve injury.Thus, we characterized the subpopulations of monocytes/macrophages in the DRG and we identified CX3CR1+ and CCR2+ cells. Interestingly, when isolating the CX3CR1+ cells, we observed that this cell subtype may be the main cells responsible for the production of inflammatory mediators in the DRG after SNI induction, whereas CCR2+ cells appear to contribute only partially to the production of IL-1? and TNF-? in this tissue, since the expression of these mediators was not completely suppressed in the absence of this cellular subtype. Finally, we investigated the origin of these monocyte subtypes present in the DRG. Through parabiosis between wild type and GFP+ animals, we observed that although there is a small increase of GFP+ cells in the DRG of injured animals, these cells are not macrophages. Corroborating with these data, when performing the wild type parabiosis with CX3CR1GFP /+ CCR2RFP/+ animals, we did not observe the presence of CX3CR1 or CCR2 cells in the GRD after SNI. Finally, our data demonstrate that there are two subpopulations of monocytes in the DRG, one of them residing and contributing effectively to the production of local inflammatory mediators and another population of CCR2 cells that may have a more relevant role at the lesion site and thus, the exacerbation of local inflammation may indirectly interfere, in the activation of the cells present in the DRGs, as well as in the production of inflammatory mediators in the tissue, which will contribute to the development of neuropathic pain.

A dor neuropática é uma condição debilitante causada por danos no sistema nervoso somatossensorial, como lesões dos nervos periféricos. As células do sistema imune, em particular os monócitos/macrófagos, desempenham um papel fundamental no desenvolvimento deste processo. Embora diversos estudos sugiram o envolvimento dessas células na medula espinal e gânglio da raiz dorsal (GRD) após a indução da neuropatia, a caracterização funcional e fenotípica, bem como a origem dessas células nesses órgãos, ainda não está esclarecida. Na medula espinal, estudos recentes têm demonstrado que apesar da massiva ativação e proliferação da micróglia residente, não há recrutamento de células mielóides para esse tecido após a indução da neuropatia, divergindo dos dados anteriormente descritos na literatura. Diante desses estudos controversos, iniciamos nosso trabalho demonstrando que possivelmente as células mielóides não são capazes de ultrapassar a barreira hematoencefálica e infiltrar na medula espinal após a indução da neuropatia periférica pelo modelo de SNI e assim, a ativação microglial ocorre de maneira independente do infiltrado dessas células neste tecido. No que se refere aos GRDs, trabalhos anteriores demonstram que há um aumento dos marcadores de ativação de macrófagos nesse tecido após a lesão periférica. Com isso, nós caracterizamos as subpopulações de monócitos/macrófagos presentes no GRD e identificamos, células CX3CR1+ e células CCR2+. De maneira interessante, ao isolarmos as células CX3CR1+ observamos que esse subtipo celular possa ser as principais células responsáveis pela produção dos mediadores inflamatórios no GRD após indução de SNI, enquanto as células CCR2+ parecem contribuir apenas de maneira parcial para a produção de IL-1? e TNF-? neste tecido, uma vez que a expressão desses mediadores não foi totalmente suprimida na ausência desse subtipo celular. Por fim, investigamos a origem desses subtipos de monócitos presentes no GRD. Por meio da parabiose entre animais wild type e GFP+, observamos que embora haja um pequeno aumento de células GFP+ no GRD de animais lesionados, essas células não são macrófagos. Corroborando com esses dados, ao realizarmos a parabiose de animais wild type com animais CX3CR1GFP/+CCR2RFP/+ não observamos presença de células CX3CR1 ou CCR2 no GRD após SNI. Em conjunto, nossos dados demonstram que existem duas subpopulações de monócitos no GRD, sendo uma delas residente e contribuindo de maneira efetiva para a produção dos mediadores inflamatórios locais e outra população de células CCR2+ que podem ter um papel mais relevante no sítio da lesão e assim, a exacerbação da inflamação local pode interferir indiretamente, na ativação das células presentes nos GRDs, bem como na produção dos mediadores inflamatórios no tecido, que vão contribuir para o desenvolvimento da dor neuropática. / Neuropathic pain is a debilitating disease due to severe damage to the nervous system, induced by peripheral nerve injury. The cells of the immune system, especially monocytes/macrophages, played a critical role in these process. Several projects have been suggested the role of these cells in the spinal cord and dorsal root ganglia (DRG) after neuropathic pain induction, but the functional and phenotypic characterization, as well as the source of cells, is still unclear. In the spinal cord, recent studies have shown that although massive activation and proliferation of the microglial occurred, there is no recruitment of myeloid cells to this tissue after the neuropathic pain induction, but this is contrary to previous findings in the literature. Based on this controversial studies, we first showed that myeloid cells are not able to overcome the blood-brain barrier and infiltrate in the spinal cord after the peripheral nerve injury by SNI model and thus, the microglial activation occurs independent of the infiltration of these cells in this tissue. With regard to DRGs, previous work has shown that there is an increase in the activation markers of macrophages after peripheral nerve injury.Thus, we characterized the subpopulations of monocytes/macrophages in the DRG and we identified CX3CR1+ and CCR2+ cells. Interestingly, when isolating the CX3CR1+ cells, we observed that this cell subtype may be the main cells responsible for the production of inflammatory mediators in the DRG after SNI induction, whereas CCR2+ cells appear to contribute only partially to the production of IL-1? and TNF-? in this tissue, since the expression of these mediators was not completely suppressed in the absence of this cellular subtype. Finally, we investigated the origin of these monocyte subtypes present in the DRG. Through parabiosis between wild type and GFP+ animals, we observed that although there is a small increase of GFP+ cells in the DRG of injured animals, these cells are not macrophages. Corroborating with these data, when performing the wild type parabiosis with CX3CR1GFP /+ CCR2RFP/+ animals, we did not observe the presence of CX3CR1 or CCR2 cells in the GRD after SNI. Finally, our data demonstrate that there are two subpopulations of monocytes in the DRG, one of them residing and contributing effectively to the production of local inflammatory mediators and another population of CCR2 cells that may have a more relevant role at the lesion site and thus, the exacerbation of local inflammation may indirectly interfere, in the activation of the cells present in the DRGs, as well as in the production of inflammatory mediators in the tissue, which will contribute to the development of neuropathic pain.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nos gânglios sensitivos, os corpos celulares dos neurônios encontram-se circundados por células gliais denominadas células satélites. Estudos recentes apontam para uma possível comunicação entre neurônios e células satélites através da liberação de ATP e ativação de receptores P2X7 presentes nas células gliais. Além disto, células satélites adjacentes podem estar conectadas através de junções comunicantes (“gap junctions”). Até o presente, a comunicação entre células satélites e neurônios tem sido implicada na cronificação da dor e em processos inflamatórios. Nesse estudo buscamos avaliar o papel da comunicação entre neurônios e células satélites através da ativação dos receptores P2X7 assim como das junções comunicantes em modelos de dor aguda. Em culturas primárias de gânglios da raiz dorsal, verificamos que a administração de capsaicina leva a um aumento de cálcio em neurônios e em seguida em células satélites sendo que a resposta das células satélites foi bloqueada por A740003, um antagonista seletivo para receptores P2X7, indicando que os nociceptores quando ativados liberam ATP que, por sua vez, ativa receptores P2X7 nas células gliais. Para avaliar o papel desta comunicação celular in vivo, o antagonista P2X7 ou o bloqueador de junções comunicantes, carbenoxolona, foram administrados por via intraganglionar (L5) e foram avaliados os efeitos das injeções intraplantares de capsaicina, mentol e formalina em ratos. Tanto o A740003 quanto a carbenoxolona reduziram a nocicepção induzida por capsaicina e mentol. No teste da formalina, ambas as substâncias afetaram apenas a segunda fase do teste, considerada a fase inflamatória. Capsaicina ativa seletivamente receptores TRPV1 e mentol ativa receptores TRPM8, e possivelmente receptores TRPA1, que são expressos majoritariamente em neurônios nociceptivos associados a fibras C. Além disto, estudos de outros autores indicam a primeira fase do teste da formalina envolve principalmente a ativação de fibras do tipo Aδ enquanto que a segunda fase envolve a ativação de fibras Aδ e C. Considerando estes dados juntamente como os presentes resultados, podemos sugerir que a comunicação entre células satélites e neurônios ocorre também na dor aguda, mas apenas quando esta depende da ativação de fibras C. Deste modo, a comunicação entre neurônios e células satélites, via liberação de ATP e ativação de receptores P2X7, assim como uma comunicação entre células satélites adjacentes através de junções comunicantes parecem estar envolvidos em um processamento rápido do sinal doloroso no gânglio da raiz dorsal. / In sensory ganglia, the cellular bodies of neurons are surrounded by glial cells called satellite cells. Recent studies point to a possible communication between neurons and satellite cells through the release of ATP and activation of P2X7 receptors present in glial cells. In addition, adjacent satellite cells may be connected through gap junctions. Still today, the communication between satellite cells and neurons has been implicated in chronic pain and in inflammatory processes. In this study we sought to evaluate the role of communication between neurons and satellite cells through the activation of the P2X7 receptors as well as of the communicating junctions in acute pain models. In primary cultures of dorsal root ganglia, we found that the administration of capsaicin leads to an increase of calcium in neurons and then in satellite cells. The response of satellite cells was blocked by A740003, a selective antagonist for P2X7 receptors, indicating that nociceptors when activated release ATP, which in turn activates P2X7 receptors in the glial cells. To assess the role of this in vivo cellular communication, the P2X7 antagonist or the gap junction blocker, carbenoxolone, were administered by intraganglionar injection (L5) and the effects of intraplantar injections of capsaicin, menthol or formalin in rats were evaluated. Both A740003 and carbenoxolone reduced nociception induced by capsaicin and menthol. In the formalin test, both substances affected only the second phase of the test, considered the inflammatory phase. Capsaicin selectively activates TRPV1 receptors while menthol activates TRPM8 receptors, and possibly TRPA1 receptors, which are expressed mainly in nociceptive neurons associated with C fibers. In addition, studies by other authors indicate that the first phase of the formalin test involves primarily the activation of Aδ fibers whereas the second phase involves the activation of Aδ and C fibers. Considering these data together with the present results, we can suggest that the communication between satellite cells and neurons also occurs in acute pain, but only, when it depends on the activation of C fibers. Thus, communication between neurons and satellite cells, via release of ATP and activation of P2X7 receptors, as well as communication between adjacent satellite cells through gap junctions seems to be involved in a rapid processing of the pain signal in the dorsal root ganglion. / Dissertação (Mestrado)