Search results

1

A new approach for the treatment of inflammatory diseases: the role of SOCS proteins

100%

Popiołek-Barczyk K.

Ból

|

2012

|

vol. 13

|

issue 2

25

EN

Disturbance dynamics of intracellular signal transmission leads to the development of inflammation, which is the ground of many diseases including cardiovascular diseases, autoimmune diseases, neurodegenerative disorders, infections or cancer and contributes to abnormal propagation of nociceptive stimuli. One of the best known mediators of inflammatory responses are cytokines, which by binding to surface receptors, activate intracellular signaling pathways and lead to changes in gene expression. The important role of cytokines in nociception is observed in development of inflammatory and neuropathic pain. Recent studies have shown that Januse kinase and STAT transcription factors pathway, which is very often activated by stimulation of pro-inflammatory cytokines, is a potential point for construct new drug for inflammatory diseases therapy. Proteins that modulate the activity of intracellular JAK/STAT pathway are regulatory proteins SOCS family. These proteins through interactions with components of the intracellular cascade of signal propagation, regulate cell response to cytokines in many cell types. Better understanding of the mechanisms of action of SOCS proteins in the nervous system and identify pharmacological tools to increase their level in the cell may find therapeutic application in pain therapy.

PL

Zaburzenie dynamiki przekazu sygnałów wewnątrzkomórkowych prowadzi do rozwoju stanu zapalnego, który jest podłożem wielu schorzeń m.in. chorób układu krążenia, autoimmunologicznych, neurodegeneracyjnych, infekcji czy nowotworów a także przyczynia się do nieprawidłowej propagacji bodźców nocyceptywnych. Jednymi z najlepiej poznanych mediatorów odpowiedzi zapalnej są cytokiny, które w wyniku wiązania receptorów powierzchniowych aktywują wewnątrzkomórkowe szlaki sygnałowe i prowadzą do zmiany ekspresji genów. Istotna rola cytokin w nocycepcji jest obserwowana zarówno w rozwoju bólu zapalnego jak i neuropatycznego. Najnowsze badania sugerują, że potencjalnym punktem uchwytu dla nowych leków w terapii chorób o podłożu zapalnym jest szlak kinaz Janusowych i czynników transkrypcyjnych STAT, który bardzo często ulega aktywacji w wyniku stymulacji cytokinami prozapalnymi. Białkami, które modulują aktywność wewnątrzkomórkowego szlaku JAK/STAT są białka regulatorowe z rodziny SOCS. Białka te w wyniku oddziaływania z komponentami wewnątrzkomórkowej kaskady propagacji sygnału, regulują odpowiedź komórki na cytokiny w wielu typach komórek. Lepsze zrozumienie mechanizmów działania białek SOCS w układzie nerwowym oraz zidentyfikowanie farmakologicznych narzędzi pozwalających na zwiększenie ich poziomu w komórce jest istotnym kierunkiem prowadzonych obecnie badań nad strategią terapeutyczną bólu.

2

The role of glia in the effects of opioids under neuropathic pain

45%

Mika J., Rojewska E., Popiołek-Barczyk K., Żychowska M., Przewłocka B.

Ból

|

2012

|

vol. 13

|

issue 4

39

EN

Recent studies indicate a significant participation of glial cells in the maintenance of homeostasis in the central nervous system. Although, glial cells represent 70% of the central nervous system the cells, their role in the neuropathy is not clearly defined. Changes in nociceptive pathways that occur after injury cause weak analgesic effects of opioid drugs, including morphine. Numerous publications led to the new hypothesis that glial cells, which include astrocytes, oligodendrocytes and microglia at the level of the spinal cord, play an active role in the development and maintenance of neuropathic pain after peripheral nerve injury. The results of our study indicate that from glial cells, microglial cells are essential for the pain generation. An important role is played by microglia- produced cytokines such as IL-1alpha, IL-1beta, IL-6, IL-10, TNFalpha, IFNgamma, cathepsin S, iNOS, CCL2, CCL3, CCL5, CCL21, which are changed at the level of the lumbar region of the spinal cord after sciatic nerve injury. Microglial inhibitors (minocycline and pentoxifylline), but not astroglial inhibitor (fluorocitrate) reduce the development of neuropathic pain and facilitate the return of motor function. Our results also indicated a negative consequence of microglial cells activation on analgesic effects of morphine. We have shown that minocycline and pentoxifylline strongly retard the development of morphine tolerance by reducing the degree of microglial activation of the spinal cord level after peripheral nerve damage, as well as by the following multiple morphine administrations. Further studies have shown a significant influence of selective opioid receptor ligands MOR and KOR, but not DOR applications, on the minocycline effects. In summary, it appears that inhibition of glial activation can improve the efficiency of opioid analgesics used in the clinic for the treatment of neuropathic pain.

PL

Badania ostatnich lat wskazują na istotny udział komórek glejowych w utrzymywaniu homeostazy w ośrodkowym układzie nerwowym. Pomimo, że komórki glejowe reprezentują 70% komórek ośrodkowego układu nerwowego, ich rola w neuropatii nie jest jednoznacznie określona. Zmiany w szlakach nocyceptywnych występujące po uszkodzeniu są powodem osłabienia działania przeciwbólowego leków opioidowych, w tym morfiny. Ostatnio liczne publikacje doprowadziły do postawienia nowej hipotezy, że komórki glejowe, do których na poziomie rdzenia kręgowego zaliczamy astrocyty, oligodendrocyty i mikroglej, biorą aktywny udział w powstawaniu i utrzymywaniu się bólu neuropatycznego. Wyniki naszych badań wskazują, że z komórek glejowych kluczowe dla generowaniu bólu są komórki mikrogleju. Ważną rolę odgrywają produkowane przez mikroglej cytokiny takie jak IL-1alfa, IL-1beta, IL-6, IL-10, TNFalfa, IFNgamma, katepsyna S, iNOS, CCL2, CCL3, CCL5, CCL21, które ulegają zmianom na poziomie lędźwiowej części rdzenia kręgowego po uszkodzeniu nerwu kulszowego. Inhibitory mikrogleju (minocyklina i pentoksyfilina), natomiast nie inhibitory astrogleju (fluorocytrynian) zmniejszają rozwój bólu neuropatycznego oraz ułatwiają powrót funkcji motorycznych. Wyniki naszych badań wskazały również niekorzystny wpływ aktywacji komórek mikrogleju na efekty przeciwbólowe morfiny. Wykazaliśmy, że minocyklina i pentoksyfilina silnie opóźniają rozwój tolerancji morfinowej obniżając stopień aktywacji mikrogleju na poziomie rdzenia kręgowego po uszkodzeniu nerwów obwodowych, a także następujący w wyniku wielokrotnych podań morfiny. Dalsze badania wykazały istotny wpływ podań minocykliny na efekty selektywnych ligandów receptorów opioidowych MOR i KOR, ale nie DOR. Podsumowując, wydaje się, że zahamowanie aktywacji gleju może poprawić efektywność opioidowych leków przeciwbólowych wykorzystywanych w klinice do leczenia bólu neuropatycznego.

3

Minocycline the modulator of the neuroimmunological factors under neuropathic pain

45%

Rojewska E., Żychowska M., Popiołek-Barczyk K., Przewłocka B., Mika J.

Ból

|

2013

|

vol. 14

|

issue 2

29-36

EN

The mechanism of action as the antibiotic minocycline is already known, but its anti-inflammatory, immunomodulatory and neuroprotective has not been fully explained. Recent reports underline the anti-inflammatory and anti-apoptotic properties of minocycline, as well as its neuroprotective activity as demonstrated in animal models of neurodegenerative diseases, such as: Parkinson’s disease, Huntington’s disease, sclerosis lateralis amyotrophica, Alzheimer’s disease and multiple sclerosis as well as in models of spinal cord and brain injury. It has been shown the antioxidant activity of minocycline and inhibition of nitric oxide synthase (NOS-2) activity, cyclooxygenase 2 (COX-2), inhibition of caspase-1 and caspase-3 activation, thus protecting cells against apoptosis, reduction of p38 mitogenactivated protein kinase (MAPK) phosphorylation and inhibition of poly(ADP-ribose) polymerase. Furthermore, it inhibition of proteolysis as well as suppression of angiogenesis and tumor metastasis. Minocycline prevents the proliferation of microglia, and inhibits the release of pro-inflammatory factors by microglia cells. Several studies have suggested that minocycline inhibition matrix metalloproteinases (MMP) induced in neuropathic pain. Recent studies have shown that minocycline was able to attenuate established CCI-induced allodynia and hyperalgesia after peripheral and intrathecally administration of minocycline. Analgesic effect may be due to minocycline diminish pronociceptive interleukin level (IL-1beta, TNF-alpha and IL-6) at the level of the spinal cord in neuropathic pain. There are many studies on the role of minocycline in the treatment of neurodegenerative diseases and psychiatric disorders, such as Alzheimer’s disease, schizophrenia and depression. Minocycline has also found use in the treatment of autoimmune diseases such as rheumatoid arthritis, autoimmune inflammatory bowel disease and systemic sclerosis (scleroderma). Experimental studies suggest that minocycline could be a promising drug for the clinic treatment of neuropathic pain because of their broad spectrum of activity and the ability to restore the balance of neuroimmunological. The results of experimental studies indicate that minocycline restores the equilibrium disturbed upon the development of neuropathic pain following peripheral nerve injury, suggesting its potential usefulness in the treatment of neuropathic pain.

PL

Mechanizm działania minocykliny jako antybiotyku został już poznany, natomiast jej działanie przeciwzapalne, immunomodulujące oraz neuroprotekcyjne nie zostało do końca wyjaśnione. Ostatnie doniesienia podkreślają przeciwzapalne i antyapoptotyczne właściwości minocykliny, jak również jej neuroprotekcyjne działanie co wykazano na zwierzęcych modelach chorób neurodegeneracyjnych, takich jak: choroba Parkinsona, choroba Huntingtona, stwardnienie zanikowe boczne, choroba Alzheimera i stwardnienie rozsiane a także w modelach uszkodzenia rdzenia kręgowego i mózgu. Wykazano właściwości antyoksydacyjne minocykliny a także zdolność hamowania syntazy tlenku azotu (NOS), cyklooksygenazy-2 (COX-2), zmniejszania aktywności kaspazy-1 i -3, ochrony komórek przed apoptozą, zmniejszenie aktywności i fosforylacji kinazy p38, czy hamowania polimerazy poli(ADP-rybozy). Ponadto hamuje ona proteolizę, przerzuty, jak i angiogenezę nowotworu. Minocyklina zapobiega proliferacji mikrogleju oraz hamuje uwalnianie czynników prozapalnych przez te komórki. Liczne badania eksperymentalne wykazują, że minocyklina ma zdolność hamowania aktywności metaloproteinaz macierzy zewnątrzkomórkowej (MMP) indukowanych w bólu neuropatycznym. Badania ostatnich lat wykazały słabszy rozwój wywołanych uszkodzeniem układu nerwowego alodynii i hiperalgezji po obwodowym i podpajęczynówkowym podaniu minocykliny. Przeciwbólowe działanie minocykliny może wynikać z obniżenia poziomu interleukin probólowych (IL-1beta, TNF-alfa, oraz IL-6) na poziomie rdzenia kręgowego w bólu neuropatycznym. Istnieje wiele badań klinicznych dotyczących roli minocykliny w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych oraz zaburzeń psychicznych, takich jak choroba Alzheimera, schizofrenia i depresja. Minocyklina znalazła również zastosowanie w leczeniu chorób autoimmunologicznych, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów, autoimmunologiczne zapalnie jelit oraz twardzina układowa (stwardnienie skóry). Badania eksperymentalne sugerują, że minocyklina może być obiecującym lekiem stosowanym w klinice w terapii bólu neuropatycznego ze względu na swoje szerokie spektrum działania i zdolność do przywracania równowagi neuroimmunologicznej.

Refine search results

3 Ból

1 2013

2 2012

3 Popiołek-Barczyk K.

2 Mika J.

2 Przewłocka B.

2 Rojewska E.

2 Żychowska M.

A new approach for the treatment of inflammatory diseases: the role of SOCS proteins

The role of glia in the effects of opioids under neuropathic pain

Minocycline the modulator of the neuroimmunological factors under neuropathic pain