610 Medizin und Gesundheit
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Background
High doses of capsaicin are recommended for the treatment of neuropathic pain. However, low doses evoke mechanical hypersensitivity. Activation of the capsaicin chemosensor transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1) induces neurogenic inflammation. In addition to the release of pro-inflammatory mediators, reactive oxygen species are produced. These highly reactive molecules generate oxidised phospholipids and 4-hydroxynonenal (4-HNE) which then directly activate TRP ankyrin 1 (TRPA1). The apolipoprotein A-I mimetic peptide D-4F neutralises oxidised phospholipids. Here, we asked whether D-4F ameliorates neurogenic hypersensitivity in rodents by targeting reactive oxygen species and 4-HNE in the capsaicin-evoked pain model.
Results
Co-application of D-4F ameliorated capsaicin-induced mechanical hypersensitivity and allodynia as well as persistent heat hypersensitivity measured by Randell–Selitto, von Frey and Hargreaves test, respectively. In addition, mechanical hypersensitivity was blocked after co-injection of D-4F with the reactive oxygen species analogue H2O2 or 4-HNE. In vitro studies on dorsal root ganglion neurons and stably transfected cell lines revealed a TRPA1-dependent inhibition of the calcium influx when agonists were pre-incubated with D-4F. The capsaicin-induced calcium influx in TRPV1-expressing cell lines and dorsal root ganglion neurons sustained in the presence of D-4F.
Conclusions
D-4F is a promising compound to ameliorate TRPA1-dependent hypersensitivity during neurogenic inflammation.
Für nozizeptive Wundschmerzen ist der Transient Receptor Potential Channel (TRP) vermittelte Kalziumeinstrom unerlässlich. Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und deren Oxidationsprodukte wie 4-Hydroxynonenal (4-HNE) aktivieren das Ankyrin-1-Homolog TRPA1 in vivo und in vitro.
Die in dieser Studie durchgeführten Kalzium-Imaging Experimente wurden an stabil mit TRPA1 und TRPV1 transfizierten HEK-293-Zellen und spinalen Hinterwurzelganglien durchgeführt, um die mechanistischen Zusammenhänge der nozizeptiven Schmerzentstehung bei entzündlichen Wundschmerzen besser zu verstehen.
E06, ein monoklonaler Autoantikörper (mAb) gegen oxidiertes Phosphatidylcholin (OxPC) und D-4F, ein mimetisches Peptid des Strukturproteins Apolipoprotein A-I aus dem high density lipoprotein (HDL), wurden bisher als diagnostischer Marker bei Atherosklerose eingesetzt.
In den durchgeführten Experimenten reduzierten E06 mAb und D-4F den durch Lipidperoxidationsprodukte (OxPL) wie 4-HNE und reaktive Sauerstoffspezies wie H2O2 verursachten TRPA1-vermittelten Kalziumeinfluss in vitro.
Darüber hinaus zeigte sich, dass weder E06 mAb noch D-4F eine Kalziumeinstromrelevante Interaktion mit dem Transient Receptor Potential Channel Vanillin 1 (TRPV1)-Aktivator Capsaicin oder dem TRPV1-Kanal aufweisen.
E06 mAb und ApoA-I mimetisches Peptid D-4F erscheinen deshalb als zwei vielversprechende Substanzen, um den inflammatorischen Wundschmerz zu verringern. Deshalb sind sie auch als potentielles Analgetikum für eine nebenwirkungsärmere, lokale Schmerzbekämpfung vielversprechend.