Lectin Chiết Xuất Từ Tảo Hypnea cervicornis Tăng Cường Tác Dụng Chống Đau ở Chuột Thí Nghiệm Bị Viêm Khớp Do Zymosan: Vai Trò Của Tín Hiệu cGMP và Biểu Hiện Cytokine

Inflammation - Tập 43 - Trang 1446-1454 - 2020
Pedro Henrique de Souza Ferreira Bringel1, Gabriela Fernandes Oliveira Marques1, Maria Gleiciane de Queiroz Martins2, Mayara Torquato Lima da Silva2, Clareane Avelino Simplício Nobre2, Kyria Santiago do Nascimento2, Benildo Sousa Cavada2, Rondinelle Ribeiro Castro1, Ana Maria Sampaio Assreuy1
1Laboratório de Fisio-Farmacologia da Inflamação (LAFFIN), Instituto Superior de Ciências Biomédicas, Universidade Estadual do Ceará, Fortaleza, Brazil
2Laboratório de Moléculas Biologicamente Ativas (BioMol-Lab), Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, Brazil

Tóm tắt

Nghiên cứu này đã điều tra tác động của lectin tảo Hypnea cervicornis (HCA) lên viêm khớp do zymosan gây ra (ZyA) ở chuột cống. Zymosan (50–500 μg/25 μL) hoặc dung dịch muối vô trùng (Sham) được tiêm vào khớp gối của những con chuột cái Wistar (180–200 g). Các động vật bị viêm khớp được tiêm morphine (4 mg/kg, qua đường phúc mạc), indomethacin (5 mg/kg, qua đường phúc mạc), hoặc lidocaine 2% (100 μL, tiêm dưới da). HCA (0.3–3 mg/kg) được tiêm tĩnh mạch 30 phút trước hoặc 2 giờ sau khi tiêm zymosan. 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]-quinoxalin-1-one (ODQ, 4 μg, tiêm nội khớp) được tiêm 30 phút trước HCA. Cảm giác đau quá mức được đo mỗi giờ cho đến 6 giờ, thời gian mà các động vật bị hy sinh để đánh giá bạch cầu trong dịch khớp và biểu hiện gen của TNF-α, IL-1, IL-10, và iNOS trong mô khớp bằng các kỹ thuật PCR. Cảm giác đau quá mức đáp ứng với morphine và indomethacin, và ngưỡng của nó không bị thay đổi bởi lidocaine. Việc điều trị bằng HCA đã giảm cả cảm giác đau quá mức và sự xâm nhập bạch cầu. Tác động giảm đau này bị loại bỏ khi sử dụng ODQ và glibenclamide. HCA cũng làm giảm biểu hiện gen của iNOS và TNF-α. Tóm lại, tác động giảm đau của HCA trong ZyA liên quan đến tín hiệu GMP vòng và điều chế chọn lọc biểu hiện cytokine.

Từ khóa

#lectin #Hypnea cervicornis #viêm khớp #zymosan #cGMP #cytokine #TNF-α #IL-1 #IL-10 #iNOS

Tài liệu tham khảo

Peumans, W.J., and E.J.M. Van Damme. 1995. Lectins as plant defense proteins. Plant Physiology 109: 347–352. Van de Wouwer, M., S. Plaisance, A. de Vriese, E. Waelkens, D. Collen, J. Persson, M.R. Daha, and E.M. Conway. 2006. The lectin-like domain of thrombomodulin interferes with complement activation and protects against arthritis. Journal of Thrombosis and Haemostasis 4: 1813–1824. https://doi.org/10.1111/j.1538-7836.2006.02033.x. Martiny, F.L., T.D. Veit, C.V. Brenol, J.C. Brenol, R.M. Xavier, M.R. Bogo, and J.A. Chies. 2012. Mannose-binding lectin gene polymorphisms in Brazilian patients with rheumatoid arthritis. The Journal of Rheumatology 39: 6–9. https://doi.org/10.3899/jrheum.110052. Frasnelli, M.E., D. Tarussio, V. Chobaz-Péclat, M. Busso, and A. So. 2005. TLR2 modulates inflammation in zymosan-induced arthritis in mice. Arthritis Research & Therapy 7: 370–379. https://doi.org/10.1186/ar1494. Rivanor, R.L.C., H.V. Chaves, D.R. Do Val, A.R. de Freitas, J.C. Lemos, J.A. Rodrigues, K.M. Pereira, I.W. de Araújo, M.M. Bezerra, and N.M. Benevides. 2014. A lectin from the green seaweed Caulerpa cupressoides reduces mechanical hyper-nociception and inflammation in the rat temporomandibular joint during zymosan induced arthritis. International Immunopharmacology 21: 34–43. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2014.04.009. Rivanor, R.L.C., D.R. Do Val, N.A. Ribeiro, F.D. Silveira, E.L. de Assis, A.X. Franco, L.V. Vieira, I.N.L. de Queiroz, H.V. Chaves, M.M. Bezerra, and N.M.B. Benevides. 2018. A lectin fraction from green seaweed Caulerpa cupressoides inhibits inflammatory nociception in the temporomandibular joint of rats dependent from peripheral mechanisms. International Journal of Biological Macromolecules 115: 331–340. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.04.065. Cury, Y., G. Picolo, V.P. Gutierrez, and S.H. Ferreira. 2011. Pain and analgesia: the dual effect of nitric oxide in the nociceptor system. Nitric Oxide 25: 243–254. https://doi.org/10.1073/pnas.0409225102. Moncada, S., and A. Higgs. 1993. The L-arginine-nitric oxide pathway. The New England Journal of Medicine 329: 2002–2012. https://doi.org/10.1056/NEJM199312303292706. Asomoza-Espinosa, R., R. Alonso-López, T. Mixcoatl-Zecuatl, P. Aguirre-Bañuelos, J.E. Torres-López, and V. Granados-Soto. 2001. Sildenafil increases diclofenac antinociception in the formalin test. European Journal of Pharmacology 418: 195–200. https://doi.org/10.1016/S0014-2999(01)00956-6. Rocha, F.A.C., F.S. Silva Jr., A.C.R.M. Leite, A.K.R.M. Leite, V.C.C. Girão, R.R. Castro, and F.Q. Cunha. 2011. Tadalafil analgesia in experimental arthritis involves suppression of intra-articular TNF release. British Journal of Pharmacology 164: 828–835. https://doi.org/10.1111/j.1476-5381.2011.01469.x. Nagano, C.S., D.E.L. Gallego, F. Sol, B.S. Cavada, K.S. Nascimento, E.V. Nunes, A.H. Sampaio, and J.J. Calvete. 2005. Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of HML, a lectin from the red marine alga Hypnea musciformis. Acta Crystallographica. Section F 61: 997–999. https://doi.org/10.1107/S1744309105033671. Nascimento, K.S., C.S. Nagano, E.V. Nunes, R.F. Rodrigues, G.V. Goersch, B.S. Cavada, J.J. Calvete, S. Saker-Sampaio, W.R. Farias, and A.H. Sampaio. 2006. Isolation and characterization of a new agglutinin from the red marine alga Hypnea cervicornis. International Journal of Biochemistry & Cell Biology 84: 49–54. https://doi.org/10.1139/o05-152. Bitencourt, F.S., J.G. Figueiredo, M.R. Mota, C.C. Bezerra, P.P. Silvestre, M.R. Vale, K.S. Nascimento, A.H. Sampaio, C.S. Nagano, S. Saker-Sampaio, W.R. Farias, B.S. Cavada, A.M. Assreuy, and N.M. de Alencar. 2008. Antinociceptive and anti-inflammatory effects of a mucin-binding agglutinin isolated from the red marine alga Hypnea cervicornis. Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 377: 139–148. https://doi.org/10.1007/s00210-008-0262-2. Figueiredo, J.G., F.S. Bitencourt, T.M. Cunha, P.B. Luz, K.S. Nascimento, M.R. Mota, A.H. Sampaio, B.S. Cavada, F.Q. Cunha, and N.M. Alencar. 2010. Agglutinin isolated from the red marine alga Hypnea cervicornis J. Agardh reduces inflammatory hypernociception: involvement of nitric oxide. Pharmacology, Biochemistry, and Behavior 96: 371–377. https://doi.org/10.1016/j.pbb.2010.06.008. Guerrero, A.T., W.A. Verri, T.M. Cunha, T.A. Silva, F.A.C. Rocha, F.Q. Cunha, and C.A. Parada. 2006. Hypernociception elicited by tibio-tarsal joint flection in mice: a novel experimental arthritis model for pharmacological screening. Pharmacology, Biochemistry, and Behavior 84: 244–251. https://doi.org/10.1016/j.pbb.2006.05.008. Livak, K.J., and T.D. Schmittgen. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method. Methods 25: 402–408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262. Gegout, P., P. Gillet, D. Chevrier, C. Guincamp, B. Terlain, and P. Netter. 1994. Characterization of zymosan induced arthritis in the rat: effects on joint inflammation and cartilage metabolism. Life Sciences 559: 321–326. https://doi.org/10.1016/0024-3205(94)00771-3. Rocha, F.A.C., M. Aragão Jr., R.C. Oliveira, M.M.L. Pompeu, M.R. Vale, and R.A. Ribeiro. 1999. Periarthritis promotes gait disturbance in zymosan-induced arthritis in rats. Inflammation Research 48: 485–490. https://doi.org/10.1007/s000110050491. Chaves, H.V., R.A. Ribeiro, A.M. De Souza, A.A. Rodrigues, E. Silva, A.S. Gomes, M.L. Vale, M.M. Bezerra, and G.A. Brito. 2011. Experimental model of zymosan-induced arthritis in the rat temporomandibular joint: role of nitric oxide and neutrophils. Journal of Biomedicine and Biotechnology 2011: 707985. https://doi.org/10.1155/2011/707985. Dam, T.K., B.S. Cavada, T.B. Grangeiro, C.F. Santos, F.A. De Sousa, S. Oscarson, and C.F. Brewer. 1998. Diocleinae lectins are a group of proteins with conserved binding sites for the core trimannoside of asparagine-linked oligosaccharides and differential specificities for complex carbohydrates. The Journal of Biological Chemistry 273: 12082–12088. https://doi.org/10.1074/jbc.273.20.12082. Loris, R., P.P. Stas, and L. Wyns. 1994. Conserved waters in legume lectin crystal structures. The importance of bound water for the sequence-structure relationship within the legume lectin family. The Journal of Biological Chemistry 269: 26722–26733. Loris, R., T. Hamelryck, J. Bouckaert, and L. Wyns. 1998. Legume lectin structure. Biochimica et Biophysica Acta 1383: 9–36. Rocha, J.C.S., M.E. Peixoto, S. Jancar, F.Q. Cunha, R.A. Ribeiro, and F.A.C. Rocha. 2002. Dual effect of nitric oxide in articular inflammatory pain in zymosan-induced arthritis. British Journal of Pharmacology 136: 588–596. https://doi.org/10.1038/sj.bjp.0704755. Verri, W.A., Jr., T.M. Cunha, C.A. Parada, S. Poole, F.Q. Cunha, and S.H. Ferreira. 2006. Hypernociceptive role of cytokines and chemokines: targets for analgesic drug development? Pharmacology & Therapeutics 12: 116–138. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2006.04.001. Ferreira, S.H., B.B. Lorenzetti, and S. Poole. 1993. Bradykinin initiates cytokine-mediated inflammatory Hyperalgesia. British Journal of Pharmacology 110: 1227–1231. Cunha, T.M., W.A. Verri Jr., J.S. Silva, S. Poole, F.Q. Cunha, and S.H. Ferreira. 2005. A cascade of cytokines mediates mechanical inflammatory hypernociception in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences 102: 1755–1760. https://doi.org/10.1073/pnas.0409225102. Gomaa, A., M.M. Elshenawy, N.A. Afifi, E.A. Mohammed, and R.H. Thabit. 2009. Dual effect of nitric oxide donor on adjuvant arthritis. International Immunopharmacology 9: 439–447. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2009.01.009. Beckman, J.S. 1996. Oxidative damage and tyrosine nitration from peroxynitrite. Chemical Research in Toxicology 9: 836–844. https://doi.org/10.1021/tx9501445. Janes, K., W.L. Neumann, and D. Salvemini. 2012. Anti-superoxide and anti-peroxynitrite strategies in pain suppression. Biochimica et Biophysica Acta 1822: 8158–8821. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2011.12.008. Bezerra, M.M., S.D. Brain, V.C.C. Girão, S. Greenacre, J. Keeble, and F.A.C. Rocha. 2007. Neutrophils-derived peroxynitrite contributes to acute hyperalgesia and cell influx in zymosan arthritis. Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 374: 265–273. https://doi.org/10.1007/s00210-006-0123-9. Vale, M.L., V.M. Benevides, D. Sachs, G.C. Brito, F.A. Rocha, S. Poole, S.H. Ferreira, F.Q. Cunha, and R.A. Ribeiro. 2004. Antihyperalgesic effect of pentoxifylline on experimental inflammatory pain. British Journal of Pharmacology 143: 833–844. https://doi.org/10.1038/sj.bjp.0705999. Vale, M.L., F.Q. Cunha, G.A. Brito, V.M. Benevides, S.H. Ferreira, S. Poole, and R.A. Ribeiro. 2006. Antinociceptive effect of thalidomide on zymosan-induced experimental articular incapacitation. European Journal of Pharmacology 536: 309–317. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2006.02.051. McCall, T.B., N.K. Boughton-Smith, R.M. Palmer, B.J. Whittle, and S. Moncada. 1989. Synthesis of nitric oxide from L-arginine by neutrophils. Release and interaction with superoxide anion. Biochemical Journal 261: 293–296. https://doi.org/10.1042/bj2610293.