O envolvimento de mecanismos epigenéticos na dor crónica a nível supra-espinal não se encontra totalmente caracterizado. A metilação do DNA de histonas é regulada de modo crucial por metiltransférases de novo (DNMT1-3) e por dioxigénases da translocação dez-onze (TET1-3). Estudos têm demonstrado que os marcadores de 5mC se encontram alterados em diferentes regiões do SNC relacionadas com a nocicepção, nomeadamente gânglios da raiz dorsal (DRG), medula espinal e diversas áreas cerebrais. Redução global da metilação foi encontrada nos gânglios da raiz dorsal, amígdala e córtex pré-frontal associada a diminuição da expressão de DNMT1/ 3a; igualmente, níveis aumentados de 5hmC e expressão genética de TET1 e TET3 foram associados a hipersensibilidade aumentada à dor e alodínia em modelos inflamatórios e neuropáticos de dor crónica. Como alterações epigenéticas podem ser também responsáveis pela coordenação e regulação das várias modificações transcricionais já descritas no contexto de dor crónica, neste trabalho, procuramos avaliar o papel funcional dos genes TET1-3 e DNMT1/ 3a em ratos com dor neuropática em diferentes áreas do cérebro. Num modelo spared nerve injury (SNI) de dor neuropática, 21 dias após cirurgia, encontramos expressão aumentada de TET1 no córtex pré-frontal medial e expressão diminuída no caudado-putamen e amígdala; TET2 revelou-se sobre-regulada no tálamo medial; os níveis de mRNA de TET3 mostraram encontrar-se reduzidos no córtex pré-frontal medial e caudado-putamen e DNMT1 demonstrou expressão reduzida no caudado-putamen e tálamo medial. Não foram observadas diferenças estatisticamente significativas na expressão genética do gene DNMT3a. Os resultados do nosso estudo sugerem um papel funcional complexo destes diferentes genes em diversas regiões cerebrais no contexto de dor neuropática. A noção de que a metilação e hidroximetilação do DNA podem ter especificidade celular e não apenas tecidular e a possibilidade de expressão genética variável cronologicamente após o estabelecimento de modelos de dor neuropática e/ ou inflamatória necessitarão de esclarecimento cabal em estudos futuros. / The role of epigenetics in chronic pain at the supraspinal level is yet to be fully characterised. DNA histone methylation is crucially regulated by de novo methyltransferases (DNMT1-3) and ten-eleven translocation dioxygenases (TET1-3). Evidence has shown that 5mC markers are altered in different CNS regions related to nociception, namely the dorsal root ganglia, spinal cord, and diverse brain areas. Decreased global methylation was found in the DRG, prefrontal cortex and amygdala, associated with decreased DNMT1/3a expression; and increased 5hmC levels as well as mRNA levels of TET1 and TET3 were found linked to augmented pain hypersensitivity and allodynia in inflammatory and neuropathic pain models. Since epigenetic mechanisms may be responsible for the regulation and coordination of various transcriptional modifications described in chronic pain states, with this study, we aimed to evaluate the functional role of TET1-3 and DNMT1/3a genes in neuropathic pain in several brain areas. In a spared nerve injury rat model of neuropathic pain, 21 days after surgery, we found increased TET1 expression in the medial prefrontal cortex and decreased expression in the caudate-putamen and amygdala; TET2 was upregulated in the medial thalamus; TET3 mRNA levels were reduced in the medial prefrontal cortex and caudate-putamen; DNMT1 was downregulated in the caudate-putamen and medial thalamus. No statistically significant changes in expression were observed with DNMT3a. Our results suggest a complex functional role of these genes in different brain areas in the context of neuropathic pain. The notion of DNA methylation and hydroxymethylation being cell type-specific and not tissue-specific, and the possibility of chronologically differential gene expression after the establishment of neuropathic or inflammatory pain models ought to be addressed in future studies.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:up.pt/oai:repositorio-aberto.up.pt:10216/134429 |
| Date | 07 April 2021 |
| Creators | Diogo Rafael Rodrigues |
| Contributors | Faculdade de Medicina |
| Source Sets | Universidade do Porto |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação |
| Format | application/pdf |
| Rights | restrictedAccess |
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