Células gliales satélite de ganglios sensoriales: su papel en el dolor

REVISTA

BRASILEIRA

DE

ANESTESIOLOGIA

REVISIÓN

Células

gliales

satélite

de

ganglios

sensoriales:

su

papel

en

el

dolor

夽

Filipa

Alexandra

Leite

Costa

_y

_Fani

_Lourenc

_¸a

_Moreira

_Neto

a_{FacultaddeMedicina,UniversidadedoPorto,Porto,Portugal}

b_{DepartamentodeBiologíaExperimental,CentrodeInvestigaciónMédicadelaFacultaddeMedicinadePorto(CIM-FMUP),} UniversidadedoPorto,Porto,Portugal

c_{GrupodeMorfofisiologíadelSistemaNervioso,InstitutodeBiologíaMolecularyCelular(IBMC),UniversidadedoPorto,Porto,} Portugal

Recibidoel30deoctubrede2012;aceptadoel15dejuliode2013 DisponibleenInternetel8denoviembrede2014

PALABRASCLAVE Célulasgliales satélite; Gangliosensorial; Dolor; Comunicación intraganglionar; Receptores purinérgicos Resumen

Justificaciónyobjetivos: Las células gliales satélite de ganglios sensoriales son un objeto recientedeinvestigaciónenelárea deldolor yunposible objetoterapéutico enelfuturo. Portanto,estetrabajointentaresumiralgunasdelascaracterísticasmorfológicasyfisiológicas másimportantesdeestascélulasyreunirlasevidenciascientíficasmásrelevantesacercade suposiblepapeleneldesarrollodeldolorcrónico.

Contenido: Enlosgangliossensorialescadacuerponeuronalestáenvueltoporcélulasgliales satélite,formandounidadesfuncionalesdistintas.Estaíntimarelaciónposibilitala comunica-ciónbidireccionalatravésdeunase˜nalizaciónparacrinaentreesos2tiposdecélulas.Existeun númerocrecientedeevidenciasdequelascélulasglialessatélitesufrenalteraciones estruc-turalesybioquímicasdespuésdelalesiónnerviosaqueinfluyenenlaexcitabilidadneuronaly porendeeneldesarrolloy/oenelmantenimientodeldolorendiferentesmodelosanimales dedolorcrónico.

Conclusiones:Las célulasglialessatélitesonimportantesenelestablecimientodeldolor no fisiológicoysonunpotencialobjetivoparaeldesarrollodenuevostratamientosdeldolor. ©2014SociedadeBrasileiradeAnestesiologia.PublicadoporElsevierEditoraLtda.

KEYWORDS

Satelliteglialcells;

Sensoryganglia;

Pain;

Satelliteglialcellsinsensoryganglia:itsroleinpain

Abstract

Backgroundandobjectives: Satellite glial cells in sensory ganglia are a recent subject of researchinthefieldofpain andapossibletherapeutic targetinthefuture.Therefore,the

夽 _{DepartamentodeBiologíaExperimental,CentrodeInvestigaciónMédicadelaFacultaddeMedicinadePorto(CIM-FMUP),Universidade}

doPorto.

∗_{Autorparacorrespondencia.}

Correoelectrónico:fanineto@med.up.pt(F.L.MoreiraNeto). http://dx.doi.org/10.1016/j.bjanes.2013.07.016

2255-4963 ©2014SociedadeBrasileiradeAnestesiologia.PublicadoporElsevierEditoraLtda.

Este é um artigo Open Access sob a licença de CC BY-NC-ND

Intraganglionar communication;

Purinergicreceptors

aimofthisstudy wasto summarizesome oftheimportantphysiological andmorphological characteristicsofthesecellsandgatherthemostrelevantscientificevidenceaboutitspossible roleinthedevelopmentofchronicpain.

Content: Inthesensoryganglia,eachneuronalbodyissurroundedbysatelliteglialcells for-ming distinct functionalunits. This close relationship enables bidirectional communication viaaparacrinesignalingbetweenthosetwocelltypes.Thereisagrowingbodyofevidence thatglialsatellitecellsundergostructuralandbiochemicalchangesafternerveinjury,which influenceneuronalexcitabilityandconsequentlythedevelopmentand/ormaintenanceofpain indifferentanimalmodelsofchronicpain.

Conclusions:Satelliteglialcellsareimportantintheestablishmentofphysiologicalpain,in additiontobeingapotentialtargetforthedevelopmentofnewpaintreatments.

©2014SociedadeBrasileiradeAnestesiologia.PublishedbyElsevier EditoraLtda.

Introducción

El dolor tiene un papel fisiológico protector, funcionando

comounase˜naldealertadeamenazaalaintegridadfísica

delorganismo,peroquepuedeconvertirseenuna

enferme-dadensímismacuandopersisteyesrecurrentedesdehace

másde3meses,siendocrónicaydesprovistadecualquier

funciónbiológica1_{. Es un fenómeno perceptivocomplejo,}

subjetivoymultidimensional.Múltiples mecanismos mole-cularesycelularesactuandoaisladamenteoencombinación conlossistemasnerviosocentralyperiféricoproducen dife-rentesformasdedolor2_{.Enlabúsquedadenuevosobjetos} terapéuticos es fundamental comprender los mecanismos responsablesdelageneraciónydelmantenimientodeldolor e identificarlas célulasy/o las moléculas implicadas3_{. En} estecontexto,lascélulasglialesdelsistemanerviosocentral (SNC) y más recientemente las de los ganglios sensoria-les,handemostradoserimportantesenesos mecanismos, puestienenlacapacidaddecomunicarse conlasneuronas ymodularsuactividad4,5_{.Enlosgangliossensoriales,} parti-cularmenteenlosgangliosraquídeosdorsales(GRD)yenel gangliodeltrigémino(GT),lascélulasglialessatélite(CGS) establecenunarelaciónprivilegiadaconloscuerpos neuro-nalesquelasrodean6_{.LasinteraccionesentrelasCGSylas} neuronasysus consecuenciasenlaexcitabilidadneuronal sonunode losfocosmásrecientesde investigaciónenel áreadeldolor,yenlosúltimos10a˜noselnúmerode artícu-lossobreelpapeldeesascélulasenlaactividadneuronalha aumentado exponencialmente.Así, este trabajo pretende reunirlosconocimientossobrelascaracterísticas morfológi-casyfuncionalesdelasCGSysobrelainteraccióndeestas con las neuronas aferentes primarias. Revisamos también lainformacióndisponiblesobrelasmodificaciones observa-dasenestas célulasenlosdiferentesmodelos deestudio deldolor enanimales y sus repercusiones enla actividad neuronalyporendeeneldolorcrónico.

La

célula

glial

satélite

Las CGS derivan, como las células de Schwann, de las células madre de la cresta neural7_{. Morfológicamente se} caracterizan por ser células de forma laminar, irregular,

generalmentemononuclearesycon expansioneslamelares ymicrovellosidadesqueaumentansuáreadesuperficie8---10_. Estas células se disponen alrededor del cuerpo de cada neurona y de la porción proximal de su axón, formando una vainaalrededor decada cuerpo celular.Cada cuerpo celular rodeado por su vaina de CGS forma una unidad morfológica yfuncionalmente distinta6,11_{.Las CGSdeuna} vaina estánacopladas entresí mediante adhesión y unio-nesgap,yestánseparadasdelavainaperineuronalvecina por el tejido conjuntivo12---14_{. A nivel fisiológico, las CGS} son consideradas como las células equivalentes en el sis-tema nervioso periférico a los astrocitos del SNC, y la investigacióndesus característicasestámarcadapor esta analogía. Comparten con ellospropiedades como la regu-lación dela concentracióniónica delespacio extracelular y reciclaje de neurotransmisores. Son marcadores mole-culares de ambas, la glutamina sintasa, proteínas de la familiaS100queparticipandelaregulacióndelcalcio intra-celular y de la expresión de proteína glial fibrilar ácida (GFAP, del inglés glial fibrillary acidic protein)6_{. A nivel} electrofisiológico, las CGS exhiben un potencial de mem-brana de reposo altamente negativo, y expresan canales de calcio y de potasio dependientes de voltaje y Kir4.1 (del inglés, inward rectifying K+ _channels)15---17_{. Expresan} también muchos receptores de moléculas bioactivas que potencialmenteintervieneneninteraccionesconotras célu-las,ymuchosdeellosfueronrecientementeinvolucradosen lagénesis yenelmantenimientodeldolorcrónico, inclu-yendoreceptorespurinérgicosP2Y18,19_yP2X

720,elreceptor

delpéptidorelacionadoconelgendelacalcitonina(CGRP, delingléscalcitoningene-relatedpeptide)21_,sustanciaP22_, citocinas yquimiocinas, delosque sonejemploselfactor denecrosistumoralalfa(TNF-␣,delingléstumournecrosis factoralfa)23 _{ylainterleucina1beta(IL-1␤)}24_,elreceptor delaendotelina-B25_{yelreceptorN-metil-D-aspartato}26_.

Comunicación

intraganglionar

Inicialmente,laprincipalfunciónatribuidaalcuerpo celu-lardelasneuronasaferentesprimariaseralasustentación metabólica, garantizando el mantenimiento de los nive-les óptimos de canales iónicos, receptores y proteínas

en los terminales centrales y periféricos. En las últimas décadas,sehanidoacumulandoevidenciasdelaexistencia depropiedadesmorfológicasyfisiológicasquecolocan defi-nitivamente aun ladoel papelpasivo atribuidoalcuerpo celularenlatrayectoriadelainformacióndesdela perife-riaalSNC.Unadelaspeculiaridadesmorfológicasindicadas consisteenlapresenciadevariosreceptoresde neurotrans-misores enel cuerpo celular, a pesarde que el contacto sinápticoenelgangliovirtualmentenoexista27_.Otros indi-cadoressurgieronenestudioselectrofisiológicosinvivo,en los que se observóque la excitación de las neuronas del GRD conducía al desarrollo de potenciales de acción en lasneuronasvecinas,unapropiedaddenominadaeninglés

«cross-excitation».Esospotencialesfueronconfirmadosen estudiosinvitro,enloscualeslaestimulaciónrepetidade esasneuronasinducíaunadespolarizacióntransitoriadelas neuronas vecinas enese ganglio, probablementemediada pormensajerosquímicos28,29_{.Deacuerdoconesesupuesto,} seconstatóqueenrespuestaaunaestimulacióneléctrica oquímicaseproduceunaliberaciónsomática,dependiente decalcio30_{, demediadoresquímicos difusiblescapacesde} alterar la excitabilidad somática en el ganglio sensorial. EjemplosdeesosmediadoressonlasustanciaP,la adeno-sinatrifosfato(ATP),elácido␥---amino-butírico,elCGRPy elglutamato20,21,30---34_.

Porotrolado,elcuerpocelularseencuentra completa-menteenvueltoporlavainadeCGS,loquesugierequela influenciadeesos mediadoresenlasneuronas adyacentes es indirecta, involucrando a las CGS34_{. La peculiar} dispo-sicióndelas CGSenlosganglios sensorialesgarantizauna íntima asociación del cuerpo neuronal con las CGS, per-mitiendo que estas células gliales controlen el ambiente perineural, yfaciliten la comunicación nosináptica entre estos2tiposcelulares21,22,34,35_{.Dehecho,sehademostrado} recientementelaexistenciadeinteracciones bidirecciona-lesentrelasneuronassensorialesylasCGS34,35_.Laformaen que seprocesa la comunicación neurona-CGS, los intervi-nientesenelprocesoysusrepercusionesenlamodulación de la información aferente están lejos de estar clarifica-dos. Sin embargo, algunos de los potenciales candidatos paramediarestase˜nalizaciónparacrinasonlasustanciaP, elCGRP,lascitocinas,lasendotelinas,elóxidonítricoyla ATP22_{,talcomoapareceenlafigura1.}

La ATPparece ser el principalmediador enla interac-ciónentreneuronas yCGS34,35 _{enlosganglios sensoriales.} LosreceptoresP2estánexpresadosenlasneuronas senso-riales(todoslosP2XconexcepcióndelP2X7RylosP2YR1,

2,4,6),enlascélulasdeSchawnnyenlasCGS(para revi-sión consultar Burnstock)36_{. A través de la proyección de} imagendecalcio,fuedetectadalapresenciadereceptores P2Y funcionalesen las CGSdel GT intactode roedores37_. Estaexpresiónseconfirmóenestudiosconcultivode célu-lasdelGT,ylosreceptoresfueronclasificadoscomosubtipos P2Y1,2,4,6,12y1318,19_{.EnelGRDfuesolamente} calcu-ladoelniveldeARNm38_{.Entrelosreceptoresionotrópicos,} el P2X4 y el P2X739,40 son los subtipos encontradosen las

CGS,peroestudios recientesindicanlaposibilidad deque ellastambiénexpresanelreceptorP2X2yP2X541.La

expre-sióndiferenciadadelosreceptoresP2X7yP2X3 enlasCGS

yenlasneuronas,respectivamente,proporcionóunaforma de desglosar las accionesde la ATP en las neuronas y en las CGS39,40_{. Se verificó que bloqueando la activación del}

CGRP1 NK1 P2 GC cGMP↑ IL-1β _TNFα IL-1RI Despolarización Neurona Activación TNF-αRI No ATP Sustancia CGRPP Células gliales satélite

Figura1 Comunicaciónintraganglionar.Despuésdelalesión nerviosa periférica ocurre la liberación somática de neuro-transmisores,como el péptidorelacionado con el gen de la calcitonina(CGRP,delingléscalcitoningene-relatedpeptide), lasustanciaP,laadenosinatrifosfato(ATP)yelóxidonítrico,en elambienteperineuronal.Esosmediadoresactivanlascélulas glialessatélite,atravésdelosrespectivosreceptoresubicados enlasuperficiedemembranadeesascélulas.Estaactivación inducela liberacióndecitocinas, como elfactor denecrosis tumoralalfa(TNF-␣,delingléstumournecrosisfactoralfa)y lainterleucina1beta(IL-1␤),queasuvez puedeninfluiren laexcitabilidadneuronalatravésdelosreceptoresespecíficos (TNF-␣-RIeIL-1RI).AdaptadaapartirdeTakedaetal.22_,con

autorizacióndelosautores.

receptorP2X7 con unantagonista o reduciendo su

expre-siónusandoARNdeinterferencia,enroedoresnormales,se produceunaumentodelaexpresióndeP2X3enlaneurona,

demostrandoquelaactivacióntónicadelosreceptoresP2X7

delasCGSejerceuncontrolinhibitoriosobrelosP2X3.Por

otrolado,laATPliberada porlaneuronapuedeactivarel receptor P2X7 de las CGS conduciendo a la liberación de

citocinas, normalmente TNF-␣,que potencia la respuesta mediada porel receptorP2X3 de laneurona. Así, se

con-cluyequeelP2X7ejerceunainfluencia,seaexcitatoriasea

inhibitoria,sobreelpericariondelaneuronasensorial20,40_. Tambiénquedó demostradoque la liberaciónvesicular de ATPporelcuerpocelulardelasneuronasenelGRDactúa sobreelreceptorP2X7,provocandounaumentodela

con-centraciónintracelulardeCa2+_{enlasCGScircundantes.Este}

hallazgoesrelevanteporquelasondasdeCa2+_{sonutilizadas}

comounmecanismodetransmisióndeinformaciónenred entrelosastrocitos,mediadoporATPyporunionesgap42_. Así,teniendo encuenta que las CGS expresan receptores

P2yqueestánacopladasporunionesgap,sepuedeinferir queesascélulastambiéntendríanlacapacidaddesustentar ondasdecalcio,talescomolosastrocitos.Enesesentido,se hizounestudio,encultivosprimariosdeGT,yverificamos quelaestimulacióneléctricaomecánicadeunsolocuerpo celulargeneróunaumentodecalciointracelularenla neu-ronayenlasCGScircundantes,porpropagaciónsimilaralas ondasdeCa2+_{.Estapropagaciónestuvo mediada}

esencial-menteporreceptoresP2yenmenormedidaporlasuniones gap,siendoasídemostradalaexistenciadeuna comunica-ciónbidireccionalentrelasneuronasyCGSefectuadaporel Ca2+35_.

Encuantoa lasustanciaP, laverificacióndelaumento de su liberación somática después de la inflamación orofacial constituyó el primer indicio de que esta sus-tanciadesempe˜na unpapel importante enla se˜nalización paracrina, establecida en el ganglio después de la inflamación31,43_{.Esofueconfirmadoposteriormentedespués} decomprobarque el aumentodela liberaciónde sustan-ciaPporlosnociceptoresA␦yCestuvoacompa˜nadodeun aumentodelaexpresión dereceptoresNK1 enlas neuro-nasnonociceptivasA␤circundantes44,45_{.Además,semostró} que este neuropéptidopuede activar las CGS a travésde losreceptores NK1, deforma que las CGS responden con lasíntesisyliberacióndeIL1-␤22_{.LaexpresióndeNK1 en} lasCGSnofuedirectamenteevaluada,sinembargoquedó demostradalaexpresióndelNK1conelevadaafinidadpara lasustanciaPenastrocitosymicroglía46_.

La observación de que ocurre unaliberación intragan-glionarde CGRP despuésdela activacióndelas neuronas aferentesdeltrigémino,conjuntamenteconlaverificación dela expresión delreceptor CGRP1en las neuronas y en las CGS21_{, convirtieron a este neuropéptido candidato a} mediadordelainteracciónneurona-CGS.Estahipótesisfue reforzadaporestudiosenelGTquemostraronqueelCGRP puedefuncionar deforma autocrina, estimulandola acti-vidad delpromotorde CGRP yaumentandolosnivelesde ARNm47_{. Además puedetambiénejercer unaacción} para-crina sobre las CGS, regulando la liberación de citocinas y quimiocinas48 _{y aumentando la expresión de del óxido} nítrico sintasa inducible ytambién la liberación de óxido nítrico21_{. El óxido nítrico es tambiénun probable} mensa-jero entrelas neuronas ylas CGS, ya que fue observado queelóxidonítricoliberadoporlasneuronasdespuésdela lesiónnerviosaactúasobrelasCGSprovocandoelaumento delaexpresióndelaguanilatociclasa␣1,quecatalizala formacióndelaguanosina-monofosfatocíclico49_. Reciente-mentetambiénfuedemostradalaextremasensibilidadde lasCGSdelGTalaendotelina-1poractivacióndel recep-torET-B50_{. Comolas neuronas sensorialesexpresan ARNm} deendotelina-1,estepéptidotambiénpuedeserunodelos intervinientesenlacomunicaciónentreCGSylaneurona51_. LaexpresiónfuncionaldelreceptorN-metil-D-aspartato en las CGS, cuya actividad podrá también modular la interacción CGS-neurona en el GRD26_{, fue igualmente} verificada hace poco tiempo. Varios hechos indican el surgimiento de liberación del glutamato en el ganglio, principalmentelapresenciaenelcuerponeuronalde recep-toresdeglutamato52 _{y detransportadores vesicularesdel} glutamato53_{.Ademásdeesasevidencias,seencontraronen} lasCGStodaslasproteínas necesariasparalarecaptación yel reciclaje del glutamato, incluyendo el transportador

glialdelglutamato-aspartato (GLAST,delinglésglutamate aspartate transporter), y las enzimasgliales de reciclaje del glutamato, como la glutaminasintasa6,54_{. Enun} estu-diocuyoobjetivoeraentenderelpapeldelglutamatoenel GT,fueconstatadoqueel bloqueodelasíntesisde gluta-minasintasaenlasCGSconllevalareduccióndelumbralde activaciónporestimulaciónmecánicadelacara. Supuesta-mente,esteefectoestaráasociadoconladisminucióndela liberacióndelaglutaminaporlasCGSy,porende,conuna disminucióndelaglutaminadisponibleparalarecaptación porlaneuronaparalaproduccióndeglutamato55_.

Respuesta

de

las

células

gliales

satélite

a

la

lesión

nerviosa

y

la

repercusión

en

la

nocicepción

Losestudiosexistentessobreelpapeldelosganglios senso-rialesenlainvestigacióndeldolorcrónicosehancentrado enloscambios enlas neuronassensoriales,después dela lesiónnerviosa.Lasalteracionesdelaspropiedades intrínse-casdelpericarionpuedenconduciraunahiperexcitabilidad, caracterizada por el aumento de la incidencia de activi-dadespontáneayporlareduccióndelumbraldeactivación por estímulos periféricos,que se traducen enfenómenos dehiperalgesiayalodinia,observadostraslalesión56,57_.La investigaciónenmodelosanimalesdedolor,lamayoría rea-lizados enroedores ycon base esencialmente enlesiones periféricasporaxotomía,inflamaciónoconstricción,indica que la lesión nerviosa no induce solamente modificacio-nes en las neuronas sino también en las CGS del ganglio sensorial. De la misma forma que las células gliales del SNC,lasCGSsonactivadasenesascondiciones.Elconcepto de activación se basa en la idea de que, en condiciones normales,las célulasgliales son espectadorasdelproceso nociceptivopero,despuésdelalesiónperiférica,reaccionan exhibiendoalteracionesmorfológicasyliberando mediado-resgliales4_{.Comoelobjetodelalesiónsonlasneuronas,los} cambiosobservadosenlasCGSsonsecundariosalas altera-cionesneuronalese implicanlaactivacióndemecanismos dese˜nalizaciónentrelasneuronasyestascélulas.

Eldesencadenantedeestasmodificacionespareceestar relacionado conelaumentodeladescarganeuronal indu-cidaporlalesión nerviosa58_{.Estahipótesis sesustentaen} variaspremisas.Primero,experienciascondiferentes mode-losdedolorymétodosdebloqueodelaactividadneuronal demostraron que el bloqueo de la actividad espontánea previene el desarrollo de comportamientos asociados con el dolor nofisiológico. Uno de los estudios que permitie-ron establecer esta relaciónconsistió en lautilización de 2modelosdistintos dedolor enroedores, elmodelo indu-cidoporconstriccióncrónicadelnerviociáticoyelmodelo inducido por axotomía y por vínculo de los nervios tibial y perineal común. En estos animales se testó el efecto de 2 bloqueadores de potenciales de acción nerviosa, la tetrodotoxinaylabupivacaína,usadosindependientemente en los ratones lesionados y en los normales. La realiza-ción de test comportamentales de hiperalgesia térmicay alodiniamecánicaenesosmismosanimalesprobóuna dis-minución de los signos comportamentales de dolor. En el mismo estudio, la aplicación de esos bloqueadores pre-vinolaactividadespontáneaenelnerviociáticolesionado,

evaluadaporelectrofisiologíadespuésdelaaplicacióndelos bloqueadoresantesydespuésdequelosanimales estuvie-sen expuestos a la lesión nerviosa59_{. La segunda premisa} sebasaenlaobservación dequela activacióndelas CGS delGRD, después dela lesióndel nerviociático,seevita mediante el bloqueo de la conducción nerviosa local. En esetrabajo,realizadoenunmodelodeaxotomíadelnervio espinal L4 dondese implantó unabomba de perfusión de tetrodotoxina,severificóunareducciónmarcadadela acti-vacióndelasCGS,cuandofuedetectadaporlaevaluación delosnivelesdeexpresióndeGFAPatravésde inmunohis-toquímica. Este resultado fue confirmado, eneste mismo estudio,mediantelaaplicaciónlocaldeotrobloqueadorde canalesdesodio,labupivacaína,enratonesconunalesión másperiférica,inducidaporligaduradelnervioperinealy tibial60_.

Apesardeestasevidencias,laactividadneuronal espon-táneaanormalessolounposibledesencadenante.Dehecho, esta cuestiónha sidofoco deinvestigación muyreciente, noexistiendotodavíaestudiosclarificadoressobrecómose desencadenanlosmecanismosresponsablesdelaactivación delasCGS.Sinembargo,diversosestudioshandemostrado queestascélulassufrenmodificacionesprofundas,en res-puesta a la lesión nerviosa,caracterizadas esencialmente por un aumentode la expresión de GFAP, disminución de laexpresiónydelasensibilidaddeloscanalesdepotasio, aumentodelacoplamientoentrelasCGSatravésdelas unio-nesgap,aumentodelasensibilidadalaATP,alteraciónde laexpresióndereceptorespurinérgicosyliberacióndeATP ycitocinas6,22,54,61_{.Lasevidenciasindicantambiénqueesas} modificacionespuedencontribuiraldolorcrónico62,63_.

Aumentodelaexpresióndeproteínaglialfibrilar ácida

En condiciones normales las CGS muestran niveles bajos deGFAP,prácticamenteindetectablespor inmunohistoquí-mica, y por eso la observación en diversos trabajos del aumentodesuexpresióndespuésdela lesiónlaconvirtió enunmarcador esencialenla evaluacióndelaactivación delas CGS16,60,62,64---68_{.Laimportancia deesta} sobreexpre-sióntodavíadebeseraclarada.Enelcasodelosastrocitos, una de las explicaciones avanzadasrelaciona el aumento de esta proteína con la comunicación entre astrocitos y neuronas vía glutamato. De acuerdo con esahipótesis, el aumentoextracelularde esteneurotransmisor desencade-naría el incremento de GFAP necesario para soportar el aumentodelaexpresióndeGLAST,vistoqueestoes esen-cialpara fijar el GLASTa la membrana plasmáticade los astrocitos69,70_{. ENfunción de esos hallazgos, se barajó la} hipótesis de que, como en los astrocitos, el glutamato liberado en el ganglio sensorial pudiese desencadenar el aumento dela expresión deGFAP en las CGS,pero hasta elmomentoeso todavíanoseha comprobado54_.Detodas formas,laexpresióndeGFAPesconsideradaelmejor mar-cadorconocidodeactivacióndelasCGS.Suutilidadpuede sercomprobadaenunestudioqueusóunmodelodedolor neuropáticoinducidoporunvínculodelquintonervio espi-nal lumbar,yenel quefueanalizada lareactividadde la GFAPparaevaluarlaactivacióndelas CGS.Quedó demos-tradoque estaactivacióncontribuyealmantenimientode

síntomasde dolor neuropático en el período inicialde la enfermedad,más concretamente la apariciónde alodinia mecánica58_.

Aumentodelaexpresiónysensibilidaddelos canalesdepotasio

LasCGSsonlas responsablesdela homeostasisdelK+_del

ambiente perineuronal regulada a través de canales de entradadecorrientesrectificadasdeK+_{específicos delas}

célulasgliales,losKir4.115,16,71_yunionesgap52,72_.Elmodelo convencional de equilibrio iónico neuronal prevé que los nivelesaumentadosdeK+_{correspondenaunaumentodela}

excitabilidaddelas neuronas,pudiendoconducira altera-cionesenlapercepciónsensorial73_{.Así,elmantenimientode} bajasconcentracionesextracelularesdeK+_{,mediadaporlas}

CGS,podrásercrucialenelcontroldelpotencialdereposo delamembranaydelaexcitabilidadneuronal15_.Para inten-tarresponderaestacuestión,variosestudioshanevaluado silarespuestadelas CGSalalesión nerviosainvolucraría alteracionesenloscanalesKir.Así,seobservóla disminu-ción de la expresión de Kir4.1 en las CGS del GT, en un modelodeconstriccióncrónicodelnervioinfraorbitario15,74_. Igualmente, en estudios electrofisiológicos realizados en preparaciones in vitro de GRD provenientes de animales sometidosacompresióncrónicadeesosganglios,seobservó que las CGS en los ganglios lesionados tenían una reduc-ciónsignificativade las corrientesmediadas porlos Kir16_. Resultadossimilaresfueronencontradoscuandoseinvestigó mediantetécnicasdeinmunohistoquímicayde electrofisio-logía(patchclamp) el efecto dela inflamaciónperiférica (cutáneadelacara)sobrelas corrientesmediadasporlos Kirenratonesinvivo.Eneseestudioseregistróunaumento significativamentemenordelascorrientesmediadasporlos Kir enlosratones con inflamaciónencomparación con lo que ocurrió en ratones naïve, seguido de la disminución delumbraldeactivaciónaestímulosmecánicos,sugestivo dehiperalgesia75_{.Losestudiosantesexpuestoshan} demos-trado que la respuesta de las CGS a diferentes tipos de lesiónincluye ladisminuciónde laexpresión delos cana-lesKiryladisminucióndelascorrientesrectificadoraspor ellosmediadas.Porotrolado,enausenciadeunalesión,la disminucióndelaexpresióndeloscanalesKirtiene reper-cusionesenlaactividadneuronal,comohasidodemostrado porel silenciamiento específicode laexpresión de Kir4.1 usandoARN de interferencia. Ese silenciamientofue sufi-cienteparaproducirsignoscomportamentales dedoloren ratones,caracterizadosporeldesarrollodedolor espontá-neo(medido porelaumentodelafrecuenciaalcerrarlos ojos)yevocado(alodiniafacial),loquereforzóla importan-ciadelasCGSenladepuracióndeK+_{ysucapacidadpara}

promoveralteracionesenlaactividadneuronal74_.

Aumentodelacoplamientoentrelascélulasgliales satélitevíaunionesgap

LaformacióndepuentesdeconexiónentreCGSdeunidades distintasyelaumentodelnúmerodeunionesgapentreellas fueronlasprimerasevidenciasdequeocurreunaalteración delasCGSenrespuestaalalesiónnerviosaperiférica12,13_. Posteriormente,estudiosdeelectrofisiologíaeinyecciónde

colorantes confirmaron el aumento de este acoplamiento despuésdelalesiónnerviosa15,76_{.Enrealidad,elaumento} deladensidad(número)deunionesgapydelacoplamiento entre las CGS de los ganglios sensoriales después de la lesión nerviosa son un hallazgo consistente en innumera-blesestudiosdeldolor.Enlas CGSdelGRDestaalteración fueencontradaendiversosmodelosdedolordesdela infla-macióndelcolon63,76_{,inflamacióndelmuslo}71_,neuritisdel nervio ciático72_{, hasta la compresión crónica del GRD}17_. EstudiosenelGTtambiénmostraronunmayoracoplamiento entreCGS en modelos dedolor orofacial, principalmente despuésdelaaxotomíadelnervioinfraorbitario15_odespués delaconstriccióncrónicadeesenervio16_.Conelfinde eva-luarelsignificadodeesteaumentoenelacoplamientoentre lasCGS,verificadoentantosmodelosdedolorcrónico,fue usadounpotentebloqueadordeunionesgap,la carbenoxo-lona,quesuprimióel aumentodelacoplamientoentrelas CGScausadoporunainflamaciónpreviamenteinducidapor lainyeccióndeadyuvantecompletodeFreundenelmuslo, habiendoverificado unaumento delumbral de activación porestímulos71_{.Efectosanalgésicossimilaresfueron} obser-vadoscon otrosbloqueadoresdelasunionesgapcomo los ácidosmeclofenámicoypalmitoleico,loquereforzóla hipó-tesisdequelasunionesgapentrelasCGSdesempe˜nenuna funciónimportanteenlaexcitabilidadneuronal63_.

La identificacióndeuna moléculaconstituyente de las unionesgap,enparticularlaconexina43(Cx43),permitió unabordajeexperimentaldiferenteparaestudiarelpapel de estas uniones en las CGS. Así, se comprobó que des-puésde lalesióndelnervioinfraorbitariohay tambiénun aumentodelaexpresióndeestaconexina16,55,62_.Utilizando ARNdeinterferenciaparalaCx43paracambiarlas propie-dades de las uniones gap, se observó que una alteración enlaexpresióndeesta proteínaessuficienteparacausar modificacionesenelumbral deactivacióndelasneuronas aferentes16_{.Además,lainhibicióndelaexpresióndelaCx43} enelGTderatones condolorneuropático orofacial indu-cidaporconstriccióncrónicadelnervioinfraorbitarioestuvo seguidadeunadisminucióndelcomportamientodeldolor espontáneoyevocado62_{. Porotrolado,cuando esa} inhibi-ciónfueefectuadaenlosGTderatonesnaïve,sediouna respuesta nociceptiva idéntica a la verificada después de lalesión nerviosa16,62_{. Esos estudiosmuestran que la} inhi-bicióndelaCx43puedetenerunefectopronociceptivoen animales normaleso antinociceptivo despuésde la lesión nerviosa.EnelGT,másestudiosencontraronaumentosde laexpresióndeotrostiposdeconexinas,principalmentede Cx36yCx40,despuésde lainflamacióndela articulación temporomandibular,loquesugierequeeltipodeconexina cuyaexpresiónaumentaesdependientedelmodelodedolor causado73_{. Independientemente del abordaje, las} eviden-cias indican que el acoplamiento entre CGS, que implica lasunionesgapyporende laCx43,pareceestarasociado coneldesarrolloyelmantenimientodedolorneuropático. Los mecanismossubyacentes todavíanose conocen,pero sehan barajadovarias hipótesis, principalmente el papel de este acoplamiento en el mantenimiento del gradiente electroquímicoy el taponamientodel K+_{, al permitir una}

rápidaredistribucióndeK+_{despuésdelalesiónnerviosa}15_. Otrashipótesisindicanqueesteacoplamientopuede contri-buiralasensibilizacióndelosnociceptores,poraumentar ladifusión demediadores inflamatoriosy/o desustancias

alogénicas (como ATP, Ca2+_{) del sitio de la lesión a áreas}

adyacentes,conllevando así unaamplificación dela agre-siónprimaria63_{.Por último,otrossugierenquetendráuna} acciónenelreciclajedelglutamato62_.

Aumentodelasensibilidadalaadenosina trifosfatoyalteracióndelaexpresiónde receptorespurinérgicos

Diversosestudioshanconstatadolaplasticidaddelos recep-tores P2 de las CGS en respuesta a la lesión nerviosa o inflamación, lo que setraduce enun aumentode la sen-sibilidad al ATP y en la alteración de la expresión de estosreceptores18,41,74_{.Usandolamicrofluorometríaparala} determinación de la concentración citosólica de Ca2+_{, se}

comprobó un aumento de la sensibilidad a la ATP en las CGSdecultivodeGTderatonesaloscualeslesfue indu-cidaunainflamacióncutáneafacial.Observacionessimilares se encontraron enel análisis in vitro de GTintacto, pro-veniente de ratones expuestos a la axotomía del nervio infraorbitario, registrándose unaumento de100 veces en lasensibilidaddelasCGSalATP.Ademásdeeso,elusode herramientas farmacológicas permitió observarque se da unainversiónenel subtipodereceptorpurinérgicoenlas célulasdelcultivodeGT.Dehecho,enlosratones norma-lesla respuestaa la ATPfuemediada porreceptores P2Y mientrasque enlosratonesconinflamaciónfue predomi-nantementemediadaporP2X41_{.Recientemente,sepropuso} unmodelopreliminarsobreelpapeldelaCGSeneldolor crónico,queintentaexplicarcómoelaumentodelas unio-nes gap y la elevada sensibilidadal ATP pueden conducir a la actividad neuronal anormal, nosolo en las neuronas lesionadassinotambiénenlasneuronasnoafectadas.Este modelo se basa en los conocimientos de que una lesión nerviosaperiférica,alaumentarlaexcitabilidaddelas neu-ronassensoriales,aumentatambiénlossignosexcitatorios delas neuronaslesionadas paralasCGSque losrodean,y queesascélulas,comunicandoconCGSdeunidades adya-centes,influiránasuvezsuneurona61_{.Prevétambiénque,} en respuesta a la lesión periférica, ocurra una liberación somáticadeATP,queactivarálosreceptoresP2enlasCGS circundantesyenlapropianeurona.Estaactivacióndeberá asuvez conduciraunaumentodelaconcentración intra-celularde Ca2+ _{en ambos tipos celulares,y porende a la}

liberación deATPpor las neuronas ytambiénporlas CGS (cuyonivel desensibilidadal Ca2+ _{aumentadespués dela}

lesión).EsteaumentodelaATP,juntoconelaumentodel númerodeunionesgapentreCGSdevainasperineuronales vecinas,posibilitarálapropagacióndeondasdeCa2+ _hacia

esasCGSyneuronasvecinas,influyendoenlaexcitabilidad delasneuronasnoafectadasdirectamenteporlalesión,tal comoseilustraenlafigura2.Estemodelodecomunicación intraganglionarpodráconstituirunadelasexplicacionesde cómounalesiónperiféricapuedeafectaraungrannúmero deneuronassensoriales,contribuyendoalapropagaciónde lase˜nalyaldolorcrónico35,41_.

Produccióndecitocinas

Las CGSexhibencaracterísticas delas célulasdelsistema inmunitario,siendoactivadasporlaproteínaquimiotáctica

ATP CGS Lesión periférica Neurona 1 Unión de hueco CGS ATP Neurona 2 ↑[Ca2+] ↑[Ca2_+] ATP

Figura 2 Modelo de interacciónentre neuronas víacélulas glialessatélite.Lalesiónnerviosaperiféricaconduceala libe-raciónsomáticadeATPqueactúavíareceptorespurinérgicos enlascélulas glialessatélite (CGS),conllevando unaumento significativodelaconcentraciónintracelulardecalcio([Ca2+_]) enestascélulas.Lacomunicaciónconlascélulasglialessatélite devainasperineuronalesvecinasylapropagacióndelasondas deCa2+_{haciaesascélulas,sedapormediodelasunionesgap,} loqueconducealaliberacióndeATPporpartedeesascélulas gliales satélitevecinas. EstaATPseconecta alosreceptores purinérgicosneuronales,influyendoenlaexcitabilidaddeesa neuronaquenofueafectadadirectamenteporlalesión.

demonocitos1atravésdelreceptor,produciendocitocinas comoTNF-␣23,67_,IL-1␤77 _eIL-678_{.Lacapacidadquetienen} lasCGSdesintetizarTNF-␣enrespuestaaunalesión peri-féricaquedódemostradaenunmodeloadaptadodelesión en la faceta articular de la columnalumbar de ratones67 yen3modelosdedolor enelnerviociático(vínculo par-cial unilateral, vínculo del nervio espinal y transección). Enesosmodelosseverificómedianteinmunocitoquímicaun aumentodelaexpresióndeTNF-␣ydelreceptorTNF-␣-1 enlasneuronasyensusCGS23_{.Porotrolado,sellegóala} conclusióndequeelTNF-␣activalas CGS,provocandoun aumentodelafosforilacióndelaproteínacinasaregulada porsignosextracelulares(ERK79_{).Curiosamente,elaumento} delargaduración delaactivacióndeestaproteínaenlas CGS,despuésdelalesiónnerviosa,hasidoasociadoconel dolorcrónico80_.

Otra de las citocinas producidas por las CGSactivadas eslaIL-1␤.Elpapeldeestainterleucinaenelmecanismo subyacentealdesarrollodelahiperalgesiayalodinia, des-puésdelainflamaciónperiférica,hasidoexhaustivamente investigado en modelos animales de inflamación cutánea de la cara. Por ejemplo, fue demostrado que las CGS

respondenaestainflamaciónconelaumentodela produc-cióndeIL-1␤,yquesimultáneamenteocurreunincremento delaexpresióndeIL-1RIenlasneuronas. Severificó tam-bién que la aplicación de IL-1␤ en las neuronas produce unaumentode la tasade descarga delos potencialesde acciónsuperiorenlosratonesinflamados,encomparación conlosratonesnormales.Así,fuepostuladoquelasCGS pue-denmodular laexcitabilidad delas neuronasnociceptivas delGTvíaIL-1␤,induciendoladespolarizacióndela mem-branayelaumentodelaexpresióndeIL-1RIenelcuerpo neuronal77_{.Estaconclusiónsefundamentóenrazón deun} trabajoposteriorconel mismomodelodedolororofacial, enel cual se observó que la administración iontoforética localdeantagonista delosIL-1RI provocabauna disminu-ciónsignificativadelaactividadespontáneaenlasneuronas deratonesexpuestosalainflamación81_{.Enotroestudiode} dolorinflamatorioorofacialquedódemostradoinvitroque laIL1-␤suprimelascorrientesdeK+_deloscanales

depen-dientesdevoltajeenlasneuronasdepeque˜nodiámetro(o sea,mayoritariamenteneuronasnociceptivasCyA␦).Esos datosmuestran que la IL1-␤ liberada por las CGS activa-dasdespuésdelainflamaciónpotencialaexcitabilidadde las neuronas nociceptivas por supresión de las corrientes de K+82_{. Las evidencias acumuladas posibilitaron la} cons-trucción de un mecanismo subyacente a la hiperalgesia inflamatoriaqueprevéque,bajocondicionesinflamatorias, laactivacióndelasCGSpuedeaumentarlaexcitabilidadde lasneuronasnociceptivasA␦víaIL-1␤.Deacuerdoconesa hipótesis,lasustanciaPliberadaporelcuerpocelulardelas neuronasaferentesprimariasnociceptivas,activadasporla lesiónperiférica/inflamación31_{,actuarásobrelosreceptores} NK1, yde alguna formapotenciará la síntesisy/o libera-cióndeIL-1␤porlasCGS.Asuvez,estacitocinasuprimirá loscanalesdeK+_{dependientesdevoltajedelasneuronas,}

contribuyendoalasensibilizacióncentralresponsabledela hiperalgesiayalodiniadespuésdelainflamación22_.

Porúltimo,laIL-6parecetambiénestarinvolucradaen larespuestadelasCGSalaneuroinflamación.Dehecho,fue observadounaumentobilateraldelaexpresióndeIL-6en lasCGSdelGRD,comotambiéndesureceptorenelganglio ipsilateral,posteriormentealalesióndelnerviociáticopor constriccióncrónica78_{.Enresumen,lascitocinasparticipan} enlainteracciónentrelaneuronaylaCGS,existiendocada vezmásevidenciasacercadeunposiblepapeldelas citoci-nasconorigenenlosgangliossensorialesenlainduccióny enelmantenimientodeldolorneuropático83_.

Consideraciones

finales

ElprogresoenelconocimientodelabiologíadelasCGSyel reconocimientodesuinteracciónconlasneuronas sensoria-lesdespertólaatencióndelacomunidadcientíficasobreel papeldeestascélulasenel procesonociceptivo.La moni-torizacióndelambienteperineuronalejercidaporlas CGS como también la comunicación celular que ocurre en el gangliosensorial(neurona-neurona;neurona-CGS;CGS-CGS) puedenafectarlaexcitabilidad neuronal22,35,61_.Dehecho, lasmodificacionesprovenientesdelaactivacióndelasCGS, que fueron siendo observadas en diferentes modelos de dolor,permitieronconstatarqueestascélulaspueden modu-lareldolorcrónico16,22,54,63,71_{.Porlotanto,alcontrariode}

loquefueinicialmentepostulado,elgangliosensorialpodrá constituirelprimerniveldealteraciónpatofisiológicadela modulación de la se˜nalizaciónaferente, en la medida en quepermitelainteracciónentrediferentestiposde infor-maciónypareceserundesencadenantedelmecanismode sensibilizacióncentraldelasneuronasdelastadorsaldela médulaespinal22_{.Así,elconocimientosobrelasCGSysobre} losmecanismos desu interacción con el cuerpo neuronal asumecadavezmásunamayorimportanciaenelámbitode labúsquedadenuevosobjetosparaeltratamientodeldolor crónico.

Conflicto

de

intereses

Losautoresdeclarannotenerningúnconflictodeintereses.

Agradecimientos

LasautorasagradecenlaayudarecibidaporelProfesor Doc-torDanielHumbertoPozza,delDepartamento deBiología ExperimentaldelaFacultaddeMedicinadeOporto,enla revisióndeltextoalportuguésdeBrasil.

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