Estudio experimental sobre sulfato de cobre como agente antinociceptivo en dos modelos de dolor neuropático en ratón : caracterización conductual y molecular

Abstract

El dolor crónico afecta a gran parte de la población, constituyendo un serio problema de salud. Por su parte, el cobre (Cu2+), uno de los metales trazas presentes en nuestro organismo, interactúa en el sistema nervioso con distintos receptores de membrana, lo que le confiere un rol modulatorio en la excitabilidad neuronal. Se ha evidenciado su participación en los procesos nociceptivos, cumpliendo un rol antinociceptivo en modelos animales de dolor agudo; ya sea asociado a otros fármacos como antiinflamatorios no esteroidales, o en forma individual. Sin embargo, se tiene escasa evidencia de la participación del cobre en el dolor crónico, lo que sería de gran utilidad para considerarlo como una nueva opción de agente terapéutico útil para el tratamiento del dolor crónico. En esta tesis se investigó el rol antinociceptivo del sulfato de Cu2+ (CuSO4) en el dolor crónico, utilizando dos modelos de dolor crónico neuropático en ratón: el primero, mediante sección del nervio sural y el segundo mediante ligadura parcial del nervio infraorbitario. Además, se evaluó la interacción de Cu2+ con un antagonista de los receptores NMDA, ketamina, para comprender mejor el mecanismo de acción del Cu2+ en el proceso nociceptivo, sabiendo que ketamina disminuye la hiperalgesia y alodinia presentes en el dolor crónico. Para evaluar el efecto antinociceptivo de CuSO4 y ketamina se utilizó el test de formalina intraplantar y orofacial en el ratón, evaluando como conducta nociceptiva el lamido/mordisqueo (intraplantar) y el frotamiento/“gratage” (orofacial) de la zona inyectada con formalina durante 45 minutos. Se midieron también los cambios a nivel molecular de un marcador proteico que comúnmente se encuentra aumentado en el dolor crónico: GFAP (proteína fibrilar acídica de la glía) frente a la administración de Cu2+, en animales sanos y neuropáticos. Los resultados mostraron una disminución dosis dependiente de la conducta nociceptiva inducida por formalina frente a la administración de CuSO4, ketamina, y la asociación de ambos, tanto en animales sanos como neuropáticos. Por otro lado, no se encontraron diferencias en la expresión de GFAP entre animales sanos y neuropáticos en ninguno de los dos modelos de neuropatía, sin embargo, se observó que la concentración espinal de GFAP en animales neuropáticos disminuye posteriormente con la administración crónica de CuSO4 por 7 días. Estos resultados son indicativos del potencial rol de CuSO4 como agente adyuvante analgésico para el tratamiento del dolor crónico.

Chronic pain is considered an urgent public health problem that involves a high percentage of the global population. Copper (Cu2+) is one of the trace metals present in our body, which participates as an enzymatic cofactor in many essential biological processes, and in the nervous system it interacts with many membrane receptors, giving copper a modulatory role in neuronal excitability. Some studies have demonstrated copper participation in nociceptive process, showing its antinociceptive role in acute pain animal models; in association to other drugs such as non steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), or individually. However, there is no evidence of copper participation in chronic pain, which would be important to consider it as a new therapeutic agent for treatment of chronic pain, associated to other drugs or individually. This study investigated the antinociceptive role of Cu2+ sulphate in chronic pain, using two models of chronic neuropathic pain in mice: the first one, through sural nerve transection and the second one through partial infraorbital nerve ligation. Besides, Cu2+ interaction with an NMDA receptor antagonist, ketamine, was evaluated to better understand the mechanism of action of Cu2+ in the process of nociception, considering that this NMDA antagonist decrease hyperalgesia and allodynia present in chronic pain. In order to evaluate antinociceptive effect of Cu2+sulphate and ketamine, intraplantar and orofacial formalin test were performed in mice, evaluating nociceptive behavior such as licking/biting of the injected limb and rubbing/scratching of the injected orofacial area with formalin during a 45 minutes period. We also measured the molecular changes of the astrocytic marker; GFAP, that is usually over expressed in chronic pain conditions, with Cu2+ administration in healthy and neuropathic mice. Results showed a dose dependent decrease of the nociceptive behaviour induced by formalin with CuSO4, and ketamine administration, and both drugs association, in healthy and neuropathic animals. We observed no differences in GFAP expression between healthy and neuropathic mice in the two models of neuropathy; however, we observed that GFAP spinal concentrations were decreased after chronic administration of CuSO4 in neuropathic animals. These results indicate the potential role of CuSO4 as an analgesic adjuvant agent for chronic pain treatment.