Zrozumienie udziału aktywacji immunoproteasomu w powstawaniu bólu neuropatycznego.

Znaczenie i cele badań
Ból przewlekły to złożone schorzenie, które znacząco wpływa na społeczeństwo i jest główną przyczyną niepełnosprawności i obciążeń finansowych na całym świecie. W ostatnich latach podejmowano wysiłki w celu pogłębienia naszej wiedzy na temat rozwoju bólu przewlekłego
i poprawy jego leczenia. Niemniej jednak mechanizmy przejścia od bólu ostrego do przewlekłego są nadal niejasne i są uznawane za jeden z głównych priorytetów badawczych w dziedzinie badań nad bólem. Pomimo licznych badań nad interakcją neuroimmunologiczną, wciąż brakuje projektów prezentujących złożone zmiany czasowe i przestrzenne w tej koordynacji połączeń w przedklinicznych modelach bólu przewlekłego. Dlatego w niniejszym projekcie podejmiemy wysiłki, aby wypełnić tę lukę w wiedzy, rozszerzając techniki neuroobrazowania w zwierzęcym modelu bólu przewlekłego. Szczegółowo określimy przestrzenny i czasowy profil immunologiczny oraz aktywację neuronalną w strukturach ośrodkowego układu nerwowego (OUN)
zaangażowanych w transmisję bólu, aby uzyskać jasny obraz zmian zachodzących podczas rozwoju bólu przewlekłego na poziomie molekularnym. Chociaż sygnalizacja autoimmunologiczna cieszyła się mniejszym zainteresowaniem niż inne formy neurozapalenia, obecnie rośnie docenianie jej wpływu na plastyczność neuronalną w rozwoju bólu przewlekłego. W sygnalizacji autoimmunologicznej zaangażowanych jest wiele czynników, a wśród nich najważniejsze są enzymy odpowiedzialne za prezentację autoantygenów, w tym immunoproteasom (i20). Pomimo dynamicznego rozwoju badań nad i20 w ostatniej dekadzie, wiedza na temat jego roli w bólu przewlekłym jest nadal ograniczona. Kilka grup badawczych wykazało, że hamowanie aktywności i20 prowadzi do zmniejszenia odpowiedzi zapalnej. Jako cel molekularny, i20 został wykryty w kilku chorobach immunologicznych, co można
ekstrapolować na stany neurozapalne. Co więcej, wykazano, że pierwsza generacja inhibitorów i20 (MG132) ma właściwości przeciwbólowe w zwierzęcych modelach bólu przewlekłego. Mimo to, późniejsze badania wykazały brak selektywności tych
związków, który prowadził do poważnych skutków ubocznych, uniemożliwiając ich stosowanie w długotrwałym leczeniu. Synteza nowej generacji
inhibitorów (ONX-0914/KZR-616) selektywnych wobec pojedynczych podjednostek i20 otwiera nowe możliwości w paradygmatach
leczenia przewlekłego. Dlatego w prezentowanym projekcie ocenimy wpływ selektywnych inhibitorów podjednostek i20 na rozwój fenotypu bólu przewlekłego u zwierząt. Opiszemy również wzór ekspresji i profil aktywności podjednostek i20 w tkankach OUN podczas rozwoju stanu bólu przewlekłego.
Plan i metodologia prac
Badania zostaną przeprowadzone w mysim modelu bólu neuropatycznego (PSNL), który jest dobrym narzędziem do badania zmian
interferencji neuroimmunologicznej w OUN w kontekście bólu przewlekłego. Do celów neuroobrazowania zaadaptujemy metodę obrazowania cytometrii masowej (IMC™) z systemem obrazowania Hyperion™. Wykorzystamy odpowiednie przeciwciała sprzężone z metalem przeciwko
rodzajom komórek neuroimmunologicznych i stopniowi ich aktywacji w strukturach odpowiedzialnych za przetwarzanie bólu (korze przedczołowej, przedniej korze obręczy, ciele migdałowatym, hipokampie, wzgórzu, rdzeniu kręgowym, zwojach korzeni grzbietowych). Skorelujemy uzyskane wyniki z rozwojem zachowań bólowych (test von Freya). Ponadto ocenimy przestrzenne i czasowe zmiany w ekspresji podjednostek katalitycznych i20s (LMP2, LMP7, MELC-1) i skorelujemy je z profilem ekspresji na poziomie mRNA (qRT-PCR) i białka (Western Blot) oraz ich aktywnością (badania kinetyczne) w badanych strukturach OUN. Ponadto określimy wpływ przewlekłego (i.p.) podawania selektywnego inhibitora podjednostki(-ek) katalitycznej(-ych) i20s na rozwój zachowań bólowych w modelu bólu neuropatycznego PSNL. Wyniki projektu Określimy zmiany w neuroimmunologicznej komunikacji na poziomie ośrodkowego układu nerwowego w trakcie przejścia od bólu ostrego do stanu przewlekłego. Ponadto opiszemy poziom ekspresji i (co ważniejsze) aktywacji podjednostek i20, które ze względu na swój udział w odpowiedzi autoimmunologicznej są uważane za nowy cel w zapobieganiu i leczeniu bólu przewlekłego. Co więcej, nasze wyniki mogą stanowić podstawę do opracowania nowego, modyfikującego przebieg choroby, podejścia terapeutycznego w tym schorzeniu.