Calretinina

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11561 (2023) Citar este artigo

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Nociceptores não peptidérgicos não mielinizados (aferentes NP) arborizam-se na lâmina II da medula espinhal e recebem sinapses axoaxônicas GABAérgicas, que medeiam a inibição pré-sináptica. No entanto, até agora a fonte desta entrada sináptica axoaxónica não era conhecida. Aqui fornecemos evidências de que ela se origina de uma população de interneurônios inibitórios que expressam calretinina (iCRs), que correspondem às células das ilhotas da lâmina II. Os aferentes NP podem ser atribuídos a 3 classes funcionalmente distintas (NP1–3). Os aferentes NP1 têm sido implicados em estados patológicos de dor, enquanto os aferentes NP2 e NP3 também funcionam como pruritoceptores. Nossas descobertas sugerem que todos esses três tipos aferentes inervam os iCRs e recebem sinapses axoaxônicas deles, proporcionando inibição por feedback da entrada de NP. Os iCRs também formam sinapses axodendríticas, e seus alvos incluem células que são inervadas pelos aferentes NP, permitindo assim a inibição feedforward. Os iCRs estão, portanto, idealmente posicionados para controlar a entrada de nociceptores e pruritoceptores não peptidérgicos para outros neurônios do corno dorsal e, portanto, representam um alvo terapêutico potencial para o tratamento de dor crônica e coceira.

O corno dorsal espinhal é inervado por aferentes primários, com diferentes populações terminando em um padrão específico de lâmina1. Aferentes amielínicos (C), a maioria dos quais funcionam como nociceptores, arborizam-se no corno dorsal superficial (SDH, lâminas I-II). Os primeiros estudos identificaram duas classes principais de fibras C nociceptivas, comumente chamadas de peptidérgicas e não peptidérgicas. Estes diferiam na sua dependência de fatores de crescimento, na sua zona de terminação dentro do corno dorsal e na sua aparência ultraestrutural . Os nociceptores não peptidérgicos arborizam-se principalmente na lâmina II e acredita-se que formem os axônios centrais no que Ribeiro-da-Silva e Coimbra definiram como glomérulos sinápticos tipo I4,5. Os axônios centrais glomerulares recebem sinapses axoaxônicas e dendroaxônicas de interneurônios GABAérgicos , e acredita-se que estes estejam subjacentes à inibição pré-sináptica dos aferentes . Em contraste, os nociceptores peptidérgicos, que podem ser identificados pela expressão do peptídeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP), terminam principalmente nas lâminas I e IIo e normalmente formam arranjos sinápticos simples que não possuem sinapses axoaxônicas ou dendroaxônicas . Estudos transcriptômicos recentes9,10,11,12 dividiram ainda mais os nociceptores não peptidérgicos (NP) em três classes principais (NP1–3)9, definidas pela expressão dos receptores acoplados à proteína G relacionados ao mas, MrgD (NP1) ou MrgA3. /MrgB4 (NP2), ou de somatostatina (SST; NP3). Embora agora esteja claro que alguns desses aferentes expressam neuropeptídeos9,10, utilizamos a nomenclatura NP1–3 por conveniência.

O SDH contém um grande número de interneurônios densamente compactados . A maioria (~75%) destas são células glutamatérgicas excitatórias, enquanto os 25% restantes são inibitórias e utilizam GABA e/ou glicina como principal transmissor rápido14,15. Cada um desses principais tipos de interneurônios pode ser subdividido em populações distintas, com base em critérios morfológicos, eletrofisiológicos e neuroquímicos/transcriptômicos16,17,18,19,20,21. Relatamos que os interneurônios inibitórios nas lâminas I-II podem ser atribuídos a 5 classes neuroquímicas amplamente não sobrepostas, com base na expressão de parvalbumina (PV), dinorfina e galanina, óxido nítrico sintase neuronal (nNOS), neuropeptídeo Y (NPY) ou calretinina (CR)22. Esse achado é consistente com resultados de estudos que utilizaram sequenciamento de RNA unicelular/núcleo para definir populações neuronais .

Nós mostramos que as células que expressam PV dão origem a sinapses axoaxônicas em mecanorreceptores mielinizados de baixo limiar (A-LTMRs) , e acredita-se que estes liberem a entrada tátil para circuitos nociceptivos através de mecanismos inibitórios pré-sinápticos e pós-sinápticos, prevenindo assim a alodinia mecânica . 25,26. A população dinorfina/galanina tem sido implicada na supressão da dor mecânica e do prurido evocado por pruritogênio27,28,29,30, enquanto a ativação das células nNOS leva à redução dos reflexos nocifensivos27. Há controvérsia sobre o papel dos interneurônios inibitórios que expressam NPY. Embora estudos iniciais tenham relatado que essas células eram responsáveis ​​por desencadear o prurido mecânico31,32,33, descobrimos que elas têm um papel muito mais amplo, incluindo a supressão do prurido evocado por pruritogênio, reflexos nocifensivos agudos e hipersensibilidade em modelos de dor neuropática e inflamatória34. . Relativamente pouco se sabe sobre as células inibitórias da calretinina (iCRs), em parte porque direcioná-las tem se mostrado difícil, pois são muito superadas em número pelos interneurônios excitatórios que expressam a calretinina18,35,36,37. Dois estudos transcriptômicos identificaram populações de iCRs no corno dorsal, com Häring et al.18 e Sathyamurthy et al.19 atribuindo essas células às suas classes Gaba8 e Gaba9, e DI-1 e DI-5, respectivamente. Mostramos que os iCRs na lâmina II possuem dendritos alongados rostrocaudalmente com extensão dorsoventral restrita35,37, correspondendo a uma classe morfológica conhecida como células de ilhotas17. As células das ilhotas da lâmina II possuem axônios que arborizam extensivamente dentro desta lâmina16,17,38,39,40 levantando a possibilidade de que dêem origem às sinapses axoaxônicas em nociceptores não peptidérgicos. Aqui usamos uma série de linhagens genéticas de camundongos para caracterizar ainda mais os iCRs e testar a hipótese de que eles são a fonte de entrada sináptica axoaxônica para esses nociceptores.