Potenziali effetti antinfiammatori dell'ADM_12, un antagonista dei canali TRPA1, in un modello animale di emicrania

The transient receptor potential ankyrin type-1 channels (TRPA1) are cation channels that are able to respond to different types of nociceptive stimuli (thermal, mechanical and chemical), thus playing a key role in pain transmission, including migraine pain. Migraine is a neurovascular disease characterized by highly disabling attacks of unilateral head pain. The activation of the trigeminovascular system is main mechanism underlying migraine attacks. It has been hypothesized that the activation of TRPA1 channels, localized on trigeminal nociceptors and glial cells, induces the release of vasoactive neuropeptides and inflammatory mediators, which contribute to the transmission of cephalic pain. The aim of this study was to investigate the relationship between TRPA1 channels and inflammation in migraine pain using a pre-clinical animal model of migraine. This model is based on nitroglycerin (NTG) administration, a nitric oxide donator, known to induce spontaneous migraine-like attacks exclusively in migraineurs with a delay of hours. In rodents, NTG produces hyperalgesia through the activation of central structures implicated in cephalic pain modulation and trasmission. In this study we assessed the effectiveness of ADM_12, a TRPA1 antagonist, in NTG-induced trigeminal hyperalgesia in the orofacial formalin test. Besides the behavioral assessment, was evaluated glial activation (microglial and astroglial cells) in the nucleus trigeminalis caudalis (NTC) and mRNA expression of some mediators in central and peripheral regions (trigeminal ganglia, medulla and cervical spinal cord). The number of microglia (positive for CD11b) and atrocytes (positive for GFAP) and their activation state were quantified using immunofluorescent technique. The mRNA expression levels of proinflammatory and antiinflammatory cytokines (TNF-alfa, IL-6, IL-1beta e IL-10) and iNOS enzyme were quantified by means of RT-PCR. The results showed that in NTG-treated rats, ADM_12 treatment reduced significantly the nociceptive behavior induced by NTG in the second phase (hyperalgesic phase) of the orofacial formalin test. This effect was associated by an increase in the expression of IL-10 and areduction of proinflammatory cytokines and iNOS in all the evaluated areas. Moreover, ADM_12 caused a significant reduction of activation state and number of microglial cells and astrocytes in the TNC. These findings support a strong relationship between TRPA1 channels and inflammation in migraine pain. The anti-hyperalgesic effect of TRPA1 antagonism is associated with reduced cytokine expression and glial activation in specific areas involved in trigeminal pain. Our data suggest that the modulation of the TRPA1 channel may represent a suitable therapeutic target for migraine.

I canali transient receptor potential anchirinici di tipo 1 (TRPA1) sono canali cationici in grado di rispondere a diversi tipi di stimoli nocivi (termici, meccanici e chimici) e giocano pertanto, un ruolo nella trasmissione del dolore, compreso quello emicranico. L’emicrania è una malattia neurovascolare caratterizzata da attacchi di mal di testa unilaterale altamente disabilitanti, in cui è coinvolta l’attivazione del sistema del trigeminovascolare. È stato ipotizzato, che l'attivazione dei canali TRPA1, localizzati sui nocicettori trigeminali e cellule gliali, induce il rilascio di neuropeptidi vasoattivi e mediatori infiammatori, che contribuiscono alla trasmissione del dolore cefalico. Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di valutare la relazione tra i canali TRPA1 e l'infiammazione nel dolore emicranico, usando un modello pre-clinico di emicrania. Tale modello si basa sulla somministrazione di nitroglicerina (NTG), un donatore di ossido nitrico, noto perché in grado di indurre attacchi spontanei di mal di testa in pazienti emicranici a distanza di ore. Nei roditori induce una condizione di iperalgesia associata all’attivazione neuronale di nuclei implicati nella trasmissione e modulazione del dolore cefalico. Nel presente studio è stata valutata l’efficacia di ADM_12, antagonista TRPA1, nell’iperalgesia trigeminale causata dalla somministrazione di NTG nel test della formalina orofacciale. Oltre alle valutazioni comportamentali, sono state eseguite le analisi di attivazione gliale nel nucleo trigeminale caudale (NTC) e l’espressione genica di alcuni mediatori in specifiche regioni centrali e periferiche (gangli trigeminali, bulbo e midollo cervicale). Attraverso l’immunofluorescenza, è stato quantificato il numero di cellule microgliali (positive per il marcatore CD11b) e astrogliali (positive per il marcatore GFAP) e il loro stato di attivazione. I livelli di espressione dell’mRNA dei geni codificanti l’enzima iNOS e alcune citochine pro- e anti-infiammatorie (TNF-alfa, IL-6, IL-1beta e IL-10), sono stati invece quantificati mediante RT-PCR. I risultati hanno mostrato che nei ratti trattati con NTG, la somministrazione di ADM_12 ha ridotto in modo significativo il comportamento nocicettivo indotto dalla NTG nella seconda fase (fase iperalgesica) del test comportamentale. Tale effetto è stato accompagnato da un aumento della IL-10 e da una riduzione delle citochine pro-infiammatorie e iNOS in tutte le aree valutate. ADM_12 inoltre, è risultato efficace nel ridurre significativamente l'aumentato stato di attivazione e il numero di cellule microgliali e di astrociti nel NTC. I dati supportano una forte relazione tra i canali TRPA1 e l'infiammazione nel dolore emicranico, come dimostrato dalla ridotta espressione di citochine pro-infiammatorie e dalla modulazione dell’attivazione gliale in aree specifiche coinvolte nel dolore trigeminale, confermando le potenzialità terapeutiche dei TRPA1.