La microglia interviene nel dolore addominale cronico

 

 

ROBERTO COLONNA

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XV – 07 ottobre 2017.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Il dolore viscerale, che spesso si manifesta con attacchi crampiformi, è una sofferenza frequentemente debilitante che si presenta tanto in età pediatrica quanto nell’adulto. Se storicamente si sono impiegati farmaci come il butil-bromuro di ioscina[1], ancora oggi si tende all’impiego di molecole in grado di agire sulla contrazione spastica della muscolatura liscia intrinseca delle pareti dei visceri cavi, perché la scarsa conoscenza della nocicezione viscerale rende difficile lo sviluppo di nuovi farmaci agenti specificamente sui meccanismi che mediano tale processo. Fra gli scopi che sta perseguendo la ricerca in questo campo, vi è la definizione dei processi centrali dai quali dipenderebbe la persistenza del dolore quando sono apparentemente cessate le cause periferiche che si ritiene lo abbiano causato. Infatti, i meccanismi di sensibilizzazione periferica al dolore che intervengono durante l’infiammazione sono bene conosciuti, mentre sono quasi del tutto ignoti i mediatori del processo che si verifica al livello del sistema nervoso centrale.

Lilian Basso e colleghi hanno impiegato un modello murino di colite per esplorare i meccanismi centrali che determinano sensibilizzazione al dolore. Il loro studio ha portato all’identificazione del G-CSF (granulocyte-colony stimulating factor) quale mediatore essenziale della sensibilizzazione centrale che conduce all’ipersensibilità viscerale, anche quando vi è stata una piena e completa risoluzione del processo infiammatorio.

In particolare, i ricercatori hanno dimostrato che G-CSF, agendo sulla microglia del midollo spinale, attiva una piattaforma di segnalazione che causa l’ipereccitabilità dei neuroni viscerosensitivi. Gli esperimenti hanno mostrato che la sensibilizzazione era impedita dall’ablazione della microglia o dal blocco dei recettori per G-CSF. L’interesse particolare per questo studio, come si è voluto sottolineare con il titolo dato alla recensione, è dovuto all’individuazione di un meccanismo di segnalazione microgliale per la transizione al dolore cronico viscerale, meccanismo che con ogni probabilità opera in altre forme di dolore persistente associato a malattie infiammatorie croniche.

(Basso L., et al. Granulocyte-colony-stimulating factor (G-CSF) signaling in spinal microglia drives visceral sensitization following colitis. Proceedings of the National Academy of Sciences USA - Epub ahead of print doi:10.1073/pnas.1706053114, 2017).

La provenienza degli autori è la seguente: Department of Medical Genetics, Alberta Children’s Hospital Research Institute, Cumming School of Medicine, University of Calgary, Calgary (Canada); Department of Physiology and Pharmacology, Inflammation Research Network, Snyder Institute for Chronic Diseases, Cumming School of Medicine, University of Calgary, Calgary (Canada).

Come si è già prima ricordato, ad una buona conoscenza dei meccanismi della sensibilizzazione periferica al dolore durante un processo infiammatorio, fa purtroppo riscontro una mancanza quasi assoluta di conoscenza dei meccanismi della sensibilizzazione centrale. Lavori sperimentali recenti hanno identificato fattori stimolanti colonie ematopoietici, quali importanti regolatori del dolore associato a tumori e a danno dei nervi periferici. Basso e colleghi hanno identificato, in un noto modello sperimentale murino di colite, la citochina proinfiammatoria G-CSF (da granulocyte-colony stimulating factor, denominata anche Csf-3) quale mediatore chiave nella sensibilizzazione viscerale.

Nei topi affetti dalla colite sperimentale, i ricercatori hanno rilevato che G-CSF era iperespresso nel tratto toraco-lombare del midollo spinale. L’analisi dettagliata ha rivelato che la microglia residente del midollo spinale esprime il recettore G-CSF e che la segnalazione G-CSF media l’attivazione della microglia dopo la manifestazione patologica di colite.

L’iniezione intratecale di G-CSF in topi di controllo sani, non affetti da patologia colitica, causava una pronunciata ipersensitività viscerale, indice di uno stato di eretismo algesico. Tale effetto, prodotto da G-CSF in topi sani, veniva abolito dalla eliminazione della microglia. In tal modo era evidente il ruolo svolto dalla popolazione gliale di origine mesodermica con importanti funzioni immunitarie.

Il lavoro sperimentale svolto per accertare i meccanismi molecolari ha innanzitutto stabilito che l’iniezione di G-CSF accresceva l’attività della Catepsina S nei tessuti del midollo spinale. Poi, la co-coltura di cellule della microglia BV-2 esposte a G-CSF con nocicettori del ganglio della radice dorsale (DRG, da dorsal root ganglion)[2], ha determinato l’ipereccitabilità delle cellule nocicettive. È stato poi sperimentato, durante il trattamento con G-CSF, il blocco di CX3CR1 o la produzione di NO, verificando che in entrambi i casi si riduceva l’eccitabilità. La somministrazione in vivo di G-CSF, si è poi rilevato che induceva dolore viscerale.

Un altro esperimento molto interessante ha visto la somministrazione, nel modello di patologia infiammatoria del colon, di anticorpi neutralizzanti G-CSF, con l’effetto di prevenire lo stabilirsi di dolore viscerale post-colitico persistente.

Infine, lo studio di Lilian Basso e colleghi ha scoperto un’interazione neuroni DRG-microglia che risponde a G-CSF impegnando una segnalazione NOS Catepsina S-CX3CR1-inducibile. Questa interazione rappresenta un passo del processo centrale di sensibilizzazione viscerale seguente l’infiammazione del colon, uno step che indica il G-CSF spinale quale target per il trattamento del dolore addominale cronico.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

 

Roberto Colonna

BM&L-07 ottobre 2017

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] È la molecola che fu registrata con il nome commerciale di Buscopan, brand name attualmente impiegato per una specialità farmaceutica diversa; era frequentemente prescritta nelle stesse indicazioni la Baralgina.

[2] La struttura nervosa d’elezione per lo studio dei meccanismi del dolore.