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I DRGs sono neuroni presenti nelle radici dorsali, formano sinapsi con i neuroni delle corna dorsali del midollo spinale e trasmettono stimoli meccanici, termici e nocivi(Kandel, 2003). I recettori GABAA, espressi dalle cellule di DRGs, sono coinvolti nel fenomeno della “depolarizzazione degli afferenti primari”: l’apertura dei GABAAR causa una depolarizzazione dei DRGs e il blocco della trasmissione nocicettiva(Rudomin,1999). Per questa ragione, i GABAAR sono un buon target per bloccare la trasmissione nocicettiva a livello periferico. Gli ormoni tiroidei (THs) e i neurosteroidi (NSs) sono modulatori endogeni dei GABAAR nel sistema nervoso centrale. I NSs modulano un ampio spettro di funzioni fisiologiche come la risposta allo stress e la memoria(Melcangi,2008). In condizioni patologiche, i NSs hanno un ruolo importante nell’epilessia, schizofrenia, depressione e ansia(MacKenzie,2007). Studi hanno dimostrato un coinvolgimento dei NSs nel dolore: Di Michele et al.(2000) hanno mostrato un aumento della produzione di NSs dopo trauma in corteccia e midollo spinale in ratti. Nel dolore infiammatorio, l’inibizione data dai GABAAR è aumentata nella lamina II del midollo spinale da un aumento di livelli endogeni di NSs (Poisbeau,2005). Anestetici steroidei come l’Alphaxolone e NSs endogeni (Allopregnanolone, ALLO) hanno un ruolo nella fisiologia del dolore modulando i GABAAR e i canali T-Type del calcio (Pathirathna, 2005). Molto poco è conosciuto sulla partecipazione dei THs nei meccanismi nocicettivi: topi ipertiroidei hanno mostrato una maggiore sensibilità a stimoli termici nocivi mentre ratti ipotiroidei presentano una diminuizione delle risposte al dolore (Bruno et al., 2005 Edmondson et al., 1990). I THs hanno un ruolo cruciale nello sviluppo e crescita del SNC e modulano direttamente sia la trasmissione GABAergica (Puia e Losi, 2011) che quella glutamatergica (Losi, 2008). Lo scopo della mia tesi di dottorato è stato quello di analizzare gli effetti dei THs (T3, T4) e dei NSs (Pregenolone Sulfate, PS, e Allopregnenolone, ALLO) sulle correnti GABA evocate in cellule di DRG di ratto in coltura. Tutti gli esperimenti sono stati condotti con la tecnica del patch clamp in configurazione “whole cell” e, per distinguere i nocicettori, alla fine di ogni esperimento è stata applicata la capsaicina, un marker specifico per una sottopopolazione di nocicettori. I nostri risultati hanno dimostrato una riduzione della corrente GABAergica data dall’applicazione degli ormoni tiroidei e dal neurosteroide PS, al contrario, l’ALLO ha potenziato le correnti GABA evocate solamente in una sottopopolazione di DRGs positivi alla capsaicina e, applicato da solo senza co-applicazione di GABA, ha evocato una corrente. I nostri risultati suggeriscono che la modulazione dei THs e dei NSs ALLO e PS sulle correnti GABA evocate potrebbe avere un ruolo importante durante la trasmissione nocicettiva dalla periferia al midollo spinale; la selettiva azione dell‘ALLO può essere dovuta a una specifica composizione in subunità del recettore GABAAR e questo implica la modulazione in una sola specifica sottopopolazione nocicettiva. La diminuita attività dei recettori GABAA data dagli ormoni tiroidei può spiegare l’aumentata sensibilità al dolore negli animali ipertiroidei riportata in letteratura e dato che è stato dimostrato che l ‘ALLO potenzia i GABAAR in lamina II, l‘effetto che abbiamo misurato nei DRGs può contribuire all’analgesia dopo somministrazione di ALLO in un modello di dolore infiammatorio. Questo studio apre una nuova visione sulle complesse modulazioni che esistono tra gli ormoni tiroidei, i neurosteroidi e la nocicezione.

DRGs cells are neurons located in the dorsal root of the spinal cord, they form synapses in the dorsal horns and detect mechanical, thermal and nociceptive sensations (Kandel ,2003). GABAAR, expressed in DRGs, are involved in the phenomena of “primary afferent depolarization”:opening of GABAAR cause a depolarization of the cells that results in a blocking of pain transmission (Rudomin, 1999). For this reason, GABAAR in DRGs cells are a good target when the transmission of nociceptive signals should be blocked at the periphery. Thyroid hormones (THs) and neurosteroids (NSs) are modulators of GABAAR in the central nervous system and NSs can affect physiological functions like stress and memory formation (Melcangi,2008). Under pathophysiological conditions, NSs play important roles in epilepsy, schizophrenia, depression and anxiety(MacKenzie,2007). Recent studies reported an involvement of NSs in pain physiology: Di Michele(2000) showed an increasing in NSs levels after injury in cortex and spinal cord of rats. In inflammatory pain GABAAR inhibition is augmented in the spinal cord due to an increase in endogenous NSs production of (Poisbeau,2005) and NSs administration reduces mechanical allodynia and thermal hyperalgesia acting on spinal GABAAR (Charlet, 2008). Steroid anaesthetics like Alphaxolone and endogenous NSs (Allopregnanolone) showed a role in the physiology of pain acting as modulators of GABAA and T-type calcium channels (Pathirathna,2005). Very little is known on the participation of THs in pain mechanisms: hyperthyroid mice have greater sensitivity to thermal noxious stimuli while in hypothyroid rats it has been shown a decrease in the pain response in rats (Bruno, 2005; Edmondson, 1990). THs have a crucial role in the development and functioning of the SNC, they modulate directly and rapidly both GABAergic (Puia and Losi, 2011) and glutamatergic transmission (Losi,2008). The aim of my PhD thesis was to analyse the effect of THs (T3 and T4) and of the NSs (Pregenolone Sulfate, PS, and Allopregnenolone, ALLO) on GABA-evoked currents in rats DRGs cells grown in primary culture. All the experiments were performed using the patch clamp technique in configuration “whole cell” and to distinguish the nociceptors from the other cells we applied at the end of each experiment capsaicin, a specific marker for nociceptors. Our experiments showed a reduction of GABA current in capsaicin positive cells after applications of THs and PS, on the other hand, ALLO potentiated GABA currents only in a subpopulation of DRGs capsaicin positive and applied by itself elicited an inward current. Our results suggest that THs and the neurosteroids (ALLO and PS) modulations of GABAAR could play an important role during pain transmission from periphery to spinal cord, the selective action of ALLO could be due to specific GABAAR assemblies and this suggest the importance of NS modulation only in specific cell circuitry. The decreased activity of GABAAR due to THs application could explain the increased pain sensitivity in hyperthyroid rats. Since it has been shown that ALLO potentiates GABAAR in lamina II, the effect we measured in DRGs could contribute to the analgesia after ALLO administration in inflammatory pain. This study opens a new view on the complex influences existing among hormones, neurosteroids and nociception.