Nos últimos anos, inúmeros avanços têm sido alcançados no que diz respeito aos mecanismos moleculares que participam na indução e manutenção da dor crônica, incluindo ativação glial. Já foi demonstrado que alguns receptores de reconhecimento padrão (PRRs), como os receptores do tipo Toll (TLRs) participam desse processo e, que em modelos de inflamação/infecção do Sistema Nervoso Central, os TLRs e os receptores do tipo NOD (NLRs) cooperam na ativação das células da glia, o que nos levou a hipotetizar que os receptores NOD1 e NOD2 também possam desempenhar um papel importante no processo de dor crônica. O NOD2 é responsável pela detecção intracelular do muramil dipeptídeo (MDP) enquanto que NOD1 reconhece o ácido diaminopimélico (iE-DAP), ambos padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs) encontrados no peptideoglicano de bactérias. Após o reconhecimento, NLRs recrutam diretamente RIPK2 (proteína 2 de interação com o receptor RICK), uma serina-treonina quinase importante na ativação do fator nuclear kB (NF-kB). Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a participação de NOD1 e NOD2, via RIPK2, no desenvolvimento da hipersensibilidade mecânica neuropática focando principalmente nos mecanismos espinais envolvidos. Dessa maneira, foi observado que os animais NOD1-/-, NOD2-/- e RIPK2-/- apresentaram redução significativa da hipersensibilidade nociceptiva mecânica quando comparado aos animais selvagens após indução de neuropatia periférica pelo modelo experimental de lesão limitada do nervo isquiático (SNI, Spared Nerve Injury). Ao contrário, a hipersensibilidade inflamatória induzida pelo adjuvante completo de Freud (CFA) não foi reduzida nesses animais. A redução da dor neuropática em NOD1-/-, NOD2-/- e RIPK2-/- foi associada a uma diminuição da expressão de IBA-1, GFAP, IL-1, TNF- e P2X4 na medula espinal quando comparado ao grupo WT. In vitro, foi observado que culturas primárias de micróglia não induziram liberação de IL-1, TNF-, IL-6 em resposta ao MDP (10g/mL) e iE-DAP (100ng/mL). No entanto, quando o MDP foi administrado juntamente com uma baixa concentração de lipopolissacarídeo (LPS) (0,1ng/mL), apresentou uma forte produção destas citocinas. Além disso, também foi demonstrado que células periféricas que infiltram na medula espinal podem expressar NOD1 e NOD2 e portanto serem capazes de induzir hipersensibilidade mecânica e ativação microglial após a indução de neuropatia. Dessa maneira, os resultados sugerem que NOD1 e NOD2, via RIPK2, contribuem para a gênese da dor neuropática, possivelmente mediando a liberação de citocinas pró-nociceptivas e a ativação de células gliais. Além disso, os resultados apontam ação potencial de NOD2 com TLR4 no intuito de estimular a ativação glial. Estes mecanismos representam uma nova abordagem para elucidar os mecanismos envolvidos na fisiopatologia da dor crônica e um possível alvo para o desenvolvimento de drogas para o tratamento da dor neuropática. / In the last years, many advances have been made related to the molecular mechanisms involved in the induction and maintenance of chronic pain, including glial activation. It has been shown that some pattern recognition receptors (PRRs) such as Toll-like receptors (TLRs) are involved in this process, and that in inflammation/infection models of the CNS, the TLRs and Nod-like receptors (NLRs) cooperate in activation of glial cells, which led us to hypothesize that NOD1 and NOD2 receptors may also play an important role in chronic pain process. NOD2 are responsible by intracellular detection of muramyl dipeptide (MDP) and NOD1 detects meso-diaminopimelic acid (iE-DAP), pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) found in the peptidoglycan from bacteria. Upon recognition, NLRs recruit directly RIPK2, an adaptor protein, important in NLRs-mediated NFB activation. In the present study, we aimed to evaluate the participation of NOD1 and NOD2, via RIPK2, in the development of neuropathic mechanical hypersensitivity focusing mainly on spinal mechanisms involved. The results demonstrate that NOD1-/-, NOD2-/-, RIPK2-/- showed a significant reduction in mechanical hypersensitivity when compared to WT mice, after submitted to an experimental model of neuropathic pain Spared Nerve Injury (SNI). Interestingly, CFA-induced chronic inflammatory hypersensitivity was not decreased in these mice. The reduction in neuropathic pain in NOD1-/-, NOD2-/- and RIPK2-/- mice was associated with a decrease in the expression of IBA-1, GFAP, IL-1, TNF- and P2X4 in spinal cord when compared with WT. In vitro, it was observed that primary cultures of microglia did not produce IL-1, TNF-, IL-6 in response to MDP (3g/mL) or iE-DAP (100ng/mL). However, MDP, together with an ineffective concentration of LPS (0.1ng/mL), produced a robust production of these cytokines. Moreover, it was also demonstrated that peripheral cells infiltrating the spinal cord could express NOD1 and NOD2 and thus, be able to induce mechanical hypersensitivity and microglial activation after induction of peripheral neuropathy. The results suggest that NOD1 and NOD2, via RIPK2, contribute to the genesis of neuropathic pain, possibly by mediating the release of pronociceptive cytokines and increased glial cells activation. Moreover, the results indicate potential action of NOD2 with TLR4 in attempt to stimulate glial cells activation. These mechanisms represent a novel approach for elucidating the pathophysiology of chronic pain, and a target for the development of drugs for the treatment of neuropathic pain.

Nos últimos anos, inúmeros avanços têm sido alcançados no que diz respeito aos mecanismos moleculares que participam na indução e manutenção da dor crônica, incluindo ativação glial. Já foi demonstrado que alguns receptores de reconhecimento padrão (PRRs), como os receptores do tipo Toll (TLRs) participam desse processo e, que em modelos de inflamação/infecção do Sistema Nervoso Central, os TLRs e os receptores do tipo NOD (NLRs) cooperam na ativação das células da glia, o que nos levou a hipotetizar que os receptores NOD1 e NOD2 também possam desempenhar um papel importante no processo de dor crônica. O NOD2 é responsável pela detecção intracelular do muramil dipeptídeo (MDP) enquanto que NOD1 reconhece o ácido diaminopimélico (iE-DAP), ambos padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs) encontrados no peptideoglicano de bactérias. Após o reconhecimento, NLRs recrutam diretamente RIPK2 (proteína 2 de interação com o receptor RICK), uma serina-treonina quinase importante na ativação do fator nuclear kB (NF-kB). Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar a participação de NOD1 e NOD2, via RIPK2, no desenvolvimento da hipersensibilidade mecânica neuropática focando principalmente nos mecanismos espinais envolvidos. Dessa maneira, foi observado que os animais NOD1-/-, NOD2-/- e RIPK2-/- apresentaram redução significativa da hipersensibilidade nociceptiva mecânica quando comparado aos animais selvagens após indução de neuropatia periférica pelo modelo experimental de lesão limitada do nervo isquiático (SNI, Spared Nerve Injury). Ao contrário, a hipersensibilidade inflamatória induzida pelo adjuvante completo de Freud (CFA) não foi reduzida nesses animais. A redução da dor neuropática em NOD1-/-, NOD2-/- e RIPK2-/- foi associada a uma diminuição da expressão de IBA-1, GFAP, IL-1, TNF- e P2X4 na medula espinal quando comparado ao grupo WT. In vitro, foi observado que culturas primárias de micróglia não induziram liberação de IL-1, TNF-, IL-6 em resposta ao MDP (10g/mL) e iE-DAP (100ng/mL). No entanto, quando o MDP foi administrado juntamente com uma baixa concentração de lipopolissacarídeo (LPS) (0,1ng/mL), apresentou uma forte produção destas citocinas. Além disso, também foi demonstrado que células periféricas que infiltram na medula espinal podem expressar NOD1 e NOD2 e portanto serem capazes de induzir hipersensibilidade mecânica e ativação microglial após a indução de neuropatia. Dessa maneira, os resultados sugerem que NOD1 e NOD2, via RIPK2, contribuem para a gênese da dor neuropática, possivelmente mediando a liberação de citocinas pró-nociceptivas e a ativação de células gliais. Além disso, os resultados apontam ação potencial de NOD2 com TLR4 no intuito de estimular a ativação glial. Estes mecanismos representam uma nova abordagem para elucidar os mecanismos envolvidos na fisiopatologia da dor crônica e um possível alvo para o desenvolvimento de drogas para o tratamento da dor neuropática. / In the last years, many advances have been made related to the molecular mechanisms involved in the induction and maintenance of chronic pain, including glial activation. It has been shown that some pattern recognition receptors (PRRs) such as Toll-like receptors (TLRs) are involved in this process, and that in inflammation/infection models of the CNS, the TLRs and Nod-like receptors (NLRs) cooperate in activation of glial cells, which led us to hypothesize that NOD1 and NOD2 receptors may also play an important role in chronic pain process. NOD2 are responsible by intracellular detection of muramyl dipeptide (MDP) and NOD1 detects meso-diaminopimelic acid (iE-DAP), pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) found in the peptidoglycan from bacteria. Upon recognition, NLRs recruit directly RIPK2, an adaptor protein, important in NLRs-mediated NFB activation. In the present study, we aimed to evaluate the participation of NOD1 and NOD2, via RIPK2, in the development of neuropathic mechanical hypersensitivity focusing mainly on spinal mechanisms involved. The results demonstrate that NOD1-/-, NOD2-/-, RIPK2-/- showed a significant reduction in mechanical hypersensitivity when compared to WT mice, after submitted to an experimental model of neuropathic pain Spared Nerve Injury (SNI). Interestingly, CFA-induced chronic inflammatory hypersensitivity was not decreased in these mice. The reduction in neuropathic pain in NOD1-/-, NOD2-/- and RIPK2-/- mice was associated with a decrease in the expression of IBA-1, GFAP, IL-1, TNF- and P2X4 in spinal cord when compared with WT. In vitro, it was observed that primary cultures of microglia did not produce IL-1, TNF-, IL-6 in response to MDP (3g/mL) or iE-DAP (100ng/mL). However, MDP, together with an ineffective concentration of LPS (0.1ng/mL), produced a robust production of these cytokines. Moreover, it was also demonstrated that peripheral cells infiltrating the spinal cord could express NOD1 and NOD2 and thus, be able to induce mechanical hypersensitivity and microglial activation after induction of peripheral neuropathy. The results suggest that NOD1 and NOD2, via RIPK2, contribute to the genesis of neuropathic pain, possibly by mediating the release of pronociceptive cytokines and increased glial cells activation. Moreover, the results indicate potential action of NOD2 with TLR4 in attempt to stimulate glial cells activation. These mechanisms represent a novel approach for elucidating the pathophysiology of chronic pain, and a target for the development of drugs for the treatment of neuropathic pain.