Immune regulation during chronic visceral leishmaniasis

Visceral leishmaniasis is a chronic parasitic disease associated with severe immune dysfunction. Treatment options are limited to relatively toxic drugs and there is no vaccine for humans available. Hence, there is an urgent need to better understand immune responses following infection with Leishmania species by studying animal models of disease and clinical samples from patients. Here, we review recent discoveries in these areas and highlight shortcomings in our knowledge that need to be addressed if better treatment options are to be developed and effective vaccines designed.

Common variants in the HLA-DRB1-HLA-DQA1 HLA class II region are associated with susceptibility to visceral leishmaniasis

To identify susceptibility loci for visceral leishmaniasis, we undertook genome-wide association studies in two populations: 989 cases and 1,089 controls from India and 357 cases in 308 Brazilian families (1,970 individuals). The HLA-DRB1-HLA-DQA1 locus was the only region to show strong evidence of association in both populations. Replication at this region was undertaken in a second Indian population comprising 941 cases and 990 controls, and combined analysis across the three cohorts for rs9271858 at this locus showed P combined = 2.76 × 10 -17 and odds ratio (OR) = 1.41, 95% confidence interval (CI) = 1.30-1.52. A conditional analysis provided evidence for multiple associations within the HLA-DRB1-HLA-DQA1 region, and a model in which risk differed between three groups of haplotypes better explained the signal and was significant in the Indian discovery and replication cohorts. In conclusion, the HLA-DRB1-HLA-DQA1 HLA class II region contributes to visceral leishmaniasis susceptibility in India and Brazil, suggesting shared genetic risk factors for visceral leishmaniasis that cross the epidemiological divides of geography and parasite species. © 2013 Nature America, Inc. All rights reserved.

Development of immunotherapies and vaccines against visceral leishmaiasis

Visceral leishmaniasis (VL) is a chronic parasitic disease prevalent in tropical and sub- tropical countries. This study focused on the development of immune-based therapy with immune checkpoint inhibitors and/or activators, as well as cytokines as a way to treat VL either alone or in combination with conventional drugs. Since many chronic infectious diseases share mechanisms of immune suppression, these findings have broader implications for other infectious diseases, such as HIV, tuberculosis and malaria.

The diagnosis and management of a case of leishmaniosis in a dog imported to Australia

This case study discusses in detail for the first time the diagnosis and management of a case of leishmaniosis in a dog imported to Australia. The dog presented with epistaxis and a non-regenerative anaemia five years after being imported from Europe. Protozoa were identified within macrophages in bone marrow and splenic cytology. A Leishmania indirect fluorescent antibody test was performed and was positive while an Ehrlichia canis antibody test was negative. Polymerase chain reaction of the ITS-1 and ITS-2 regions of skin, lymph node, spleen and bone marrow were all positive for Leishmania infantum. The dog was treated with amphotericin B with a strong clinical response. The importance of thorough diagnostics in non-endemic areas, particularly Australia, is discussed. Treatment with amphotericin B is discussed. Vigilance, disease reporting and response frameworks are recommended for non-endemic areas. © 2014 Elsevier B.V.

2,1,3-Bentsoksadiatsolirakenteiset molekyylit antibakteerisina ja antiparasiittisina yhdisteinä

Aikaisemman tutkimuksen perusteella tiedettiin tiettyjen 2,1,3-bentsoksadiatsolirakenteisten molekyylien olevan aktiivisia Chlamydia pneumoniae –bakteeria vastaan. Tutkimusta lähdettiin jatkamaan ja 2,1,3-bentsoksadiatsolimolekyylien rakenne-aktiivisuusuhteista haluttiin saada lisätietoa. Tarkoituksena oli kehittää 2,1,3-bentsoksadiatsolimolekyyleille ja sen avulla muodostaa molekyylikirjasto. Syntetisoidut molekyylit haluttiin testata sekä Chlamydia pneumoniae -bakteeria että Leishmania donovani –parasiittia vastaan. Chlamydia pneumoniae –bakteeri aiheuttaa akuutteja ylä- ja alahengitystieinfektiota, kuten keuhkoputkentulehdusta. Akuutissa tulehduksessa oireet vaihtelevat huomattavasti. Chlamydia pneumoniae –bakteerilla on myös taipumus aiheuttaa kroonisia tulehduksia. Nämä ovat useissa tutkimuksissa yhdistetty kansantaloudellisesti merkittäviin sairauksiin, kuten ateroskleroosiin ja astmaan. Leishmanioosi on toiseksi yleisin loissairaus ihmisellä malarian jälkeen. Leishmania donovani –parasiitti voi aiheuttaa tappavaa viskeraalista leishmanioosia. Vuodessa leishmanioosiin kuolee yli 50 000 ihmistä. Viime vuosina leishmanioosin lääkehoidossa on esiintynyt monenlaisia ongelmia. Osat lääkkeistä ovat menettäneet tehonsa ja osalla esiintyy vakavia haittavaikutuksia. 2,1,3-Bentsoksadiatsolirakenteisille yhdisteille saatiin kehitettyä toimiva synteesireitti. Lähtöaineena käytettiin 4-amino-2-nitrobentsoehappoa, josta saatiin hapettavalla renkaansulkeutumisreaktiolla 2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karboksyylihappoa. Karboksyylihaposta syntetisoitiin amidi-välituotteen kautta 2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karbonitriiliä. Hydroksyyliamiini hydrokloridin avulla 2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karbonitriilistä muodostettiin vastaavaa karboksimidamidia, joka oli synteesireitin yhteinen välituote kaikille molekyyleille. Viimeisessä vaiheessa N´-hydroksidi-2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karboksimidamidin annettiin reagoida joko fenyyli-isosyanaatin tai fenyyli-isotiosyanaatin kanssa, jolloin saatiin lopputuotetta. Synteesireitin kehittäminen osoittautui haastavaksi ja loppujen lopuksi saatiin ainoastaan kolme lopputuotetta syntetisoitua. Yksi lopputuotteista testattiin C. pneumoniae –bakteeria vastaan Åbo akademissa Turussa. Testattavaa yhdiste ei sisältänyt 2,1,3-bentsoksadiatsoliarengasta ja bioaktiivisuuskokeen tulos oli odotusten mukainen. Yhdiste ei ollut aktiivinen C. pneumoniae –bakteeria vastaan alhaisilla konsentraatioilla ja tuloksesta voitiin todeta 2,1,3-bentsoksadiatsolirengaan olevan tärkeä aktiivisuuden kannalta. Kaksi lopputuotetta saatiin testaukseen Leishamania donovani –parasiittia vastaan Israeliin. Ainoastaan toinen molekyyleistä sisälsi 2,1,3-bentsoksadiatsolirakenteen. Bioaktiivisuuskokeiden tulokset olivat erittäin rohkaisevia. Yhdisteet olivat aktiivisia parasiittia vastaan jo alhaisilla konsentraatioilla. Kuitenkin 2,1,3-bentsoksadiatsolirakenteinen molekyyli oli aktiivisempi, joten tämäkin aktiivisuuskokeen perusteella huomattiin rengasrakenteen olevan tärkeä aktiivisuuden kannalta.

Identificação de áreas sob maior risco para leishmaniose visceral na cidade de Teresina, Piauí, Brasil

O propósito desta Tese foi detectar e caracterizar áreas sob alto risco para leishmaniose visceral (LV) e descrever os padrões de ocorrência e difusão da doença, entre os anos de 1993 a 1996 e 2001 a 2006, em Teresina, Piauí, por meio de métodos estatísticos para análise de dados espaciais, sistemas de informações geográficas e imagens de sensoriamento remoto. Os resultados deste estudo são apresentados na forma de três manuscritos. O primeiro usou análise de dados espaciais para identificar as áreas com maior risco de LV na área urbana de Teresina entre 2001 e 2006. Os resultados utilizando razão de kernels demonstraram que as regiões periféricas da cidade foram mais fortemente afetadas ao longo do período analisado. A análise com indicadores locais de autocorrelação espacial mostrou que, no início do período de estudo, os agregados de alta incidência de LV localizavam-se principalmente na região sul e nordeste da cidade, mas nos anos seguintes os eles apareceram também na região norte da cidade, sugerindo que o padrão de ocorrência de LV não é estático e a doença pode se espalhar ocasionalmente para outras áreas do município. O segundo estudo teve como objetivo caracterizar e predizer territórios de alto risco para ocorrência da LV em Teresina, com base em indicadores socioeconômicos e dados ambientais, obtidos por sensoriamento remoto. Os resultados da classificação orientada a objeto apontam a expansão da área urbana para a periferia da cidade, onde antes havia maior cobertura de vegetação. O modelo desenvolvido foi capaz de discriminar 15 conjuntos de setores censitário (SC) com diferentes probabilidades de conterem SC com alto risco de ocorrência de LV. O subconjunto com maior probabilidade de conter SC com alto risco de LV (92%) englobou SC com percentual de chefes de família alfabetizados menor que a mediana (≤64,2%), com maior área coberta por vegetação densa, com percentual de até 3 moradores por domicílio acima do terceiro quartil (>31,6%). O modelo apresentou, respectivamente, na amostra de treinamento e validação, sensibilidade de 79% e 54%, especificidade de 74% e 71%, acurácia global de 75% e 67% e área sob a curva ROC de 83% e 66%. O terceiro manuscrito teve como objetivo avaliar a aplicabilidade da estratégia de classificação orientada a objeto na busca de possíveis indicadores de cobertura do solo relacionados com a ocorrência da LV em meio urbano. Os índices de acurácia foram altos em ambas as imagens (>90%). Na correlação da incidência da LV com os indicadores ambientais verificou-se correlações positivas com os indicadores Vegetação densa, Vegetação rasteira e Solo exposto e negativa com os indicadores Água, Urbana densa e Urbana verde, todos estatisticamente significantes. Os resultados desta tese revelam que a ocorrência da LV na periferia de Teresina está intensamente relacionada às condições socioeconômicas inadequadas e transformações ambientais decorrentes do processo de expansão urbana, favorecendo a ocorrência do vetor (Lutzomyia longipalpis) nestas regiões.

Avaliação das ações de controle da leishmaniose visceral na cidade de Teresina, Estado do Piauí, Brasil - 2006 a 2008.

Embora as ações de vigilância e controle da leishmaniose visceral (LV) preconizadas pelo Ministério da Saúde venham sendo realizadas nas mais variadas áreas endêmicas do país, seus resultados não tem sido satisfatórios. Para conter a expansão da doença, tendo em vista o seu aumento em centros urbanos, a estratégia de controle da leishmaniose visceral utilizada no Brasil atualmente merece reavaliação. Neste estudo, foram analisados os dados das ações do Programa de Controle da Leishmaniose Visceral (PCL) desenvolvidas no período de 2006 a 2008 em 38 dos 113 bairros que compõe o município de Teresina, no Estado do Piauí. As ações do PCL (borrifação domiciliar com inseticidas e eliminação de cães sororreagentes) foram avaliadas trimestralmente, sendo a variável dependente o número de casos de LV ocorridos um ano após a execução das ações. Foram incluídas nas análises o ano de implementação destas ações e variáveis sócio-econômicas. A regressão de Poisson foi realizada para verificar o grau de associação entre a ocorrência do agravo em relação às diferentes combinações de medidas de controle implementadas pelo PCL sob intensidades de prevalência canina maiores ou menores que 10%. Após a regressão multivariada, constatou-se que, quando não se estratifica pelo nível de prevalência de infecção canina, os resultados apontam para uma não efetividade das ações de controle. Todavia, quando se estratifica pela prevalência canina, observa-se que, em locais onde ela é baixa, o controle do reservatório canino, executado de maneira independente das outras ações de controle, esteve associado com uma redução de 37% nas taxas de ocorrência de LV um ano após a implementação da ação (Razão de taxas de incidência = 0,63, p=0.05). A borrifação com inseticida executada de maneira independente das demais ações de controle, bem como a execução conjunta do controle do vetor alado e do reservatório canino, em ambos os cenários de prevalência canina, não apresentaram associação significativa com a incidência da doença nos anos posteriores a sua implementação. Estes achados constituem material relevante para discussão da efetividade das ações de controle da Leishmaniose Visceral.

Evolução temporal e fatores climáticos relacionados à leishmaniose visceral em municípios endêmicos brasileiros no período de 2001 a 2008

Este é um estudo ecológico misto onde o perfil de distribuição de chuvas e das variações térmicas foi relacionado à variação sazonal das taxas de incidência de leishmaniose visceral em vinte municípios brasileiros de transmissão intensa da doença, no período de 2001 a 2008. O objetivo foi identificar similaridades e diferenças entre os municípios estudados quanto à tendência temporal e sazonalidade da doença e à possível relação entre variações climáticas e a distribuição sazonal da doença. Os dados de incidência de leishmaniose visceral foram obtidos do Sistema de Informação de Agravos de Notificação (Sinan), os dados demográficos foram obtidos do Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde (DATASUS), os dados pluviométricos e de temperatura foram obtidos do Sistema de Monitoramento Agrometeorológico do Ministério da Agricultura (AGRITEMPO). Os resultados são apresentados graficamente e mostram que a distribuição sazonal da incidência e períodos prováveis de transmissão são diferentes em vários municípios e acompanham as diferenças climáticas, sugerindo que as intervenções que visem diminuir a incidência devem ser pontuais, obedecendo às características de cada município.

Associação entre estado nutricional e infecção assintomática por Leishmania infantum em moradores de áreas endêmicas para leishmaniose visceral no município de Teresina, Piauí

INTRODUÇÃO: A leishmaniose visceral (LV) é uma doença negligenciada de grande importância no cenário brasileiro, particularmente devido à sua gravidade, sua expansão geográfica e a associação com condições de pobreza. Nesta perspectiva, as condições nutricionais emergem como elementos a serem considerados na compreensão de sua situação epidemiológica, sejam como potenciais fatores de risco para o estabelecimento da doença após infecção ou como fatores associados ao prognóstico. OBJETIVO: Avaliar a associação entre estado nutricional e infecção por Leishmania infantum em moradores de áreas endêmicas para LV no município de Teresina, Piauí. MÉTODOS: Trata-se de um estudo seccional realizado em bairros de alta endemicidade para a doença, envolvendo 198 indivíduos com idade entre 2 e 65 anos. Peso e estatura foram aferidos no domicílio por profissionais treinados. Para a avaliação de adultos foi utilizado o índice de massa corporal (IMC). Para crianças e adolescentes foram avaliados os índices antropométricos (peso / idade, estatura / idade, peso / estatura e IMC / idade). A infecção por L. infantum foi avaliada a partir da intradermorreação de Montenegro (IDRM). Para a análise foi utilizada regressão logística multivariada, estimando-se razões de chances (OR) como medidas de associação e seus respectivos intervalos de confiança (95%). RESULTADOS: A prevalência de infecção assintomática foi de 32,6%. A prevalência de excesso de peso foi de 52% entre adultos (IMC ? 25 kg/m) e de 23,9% entre crianças e jovens (escore-z de IMC / idade > 1). Indivíduos com sobrepeso, tanto adultos como aqueles de até 19 anos, apresentaram chance de infecção cerca de 70% maior quando comparados aos eutróficos (p>0,05 para ambos). CONCLUSÃO: Ainda que não estatisticamente significante, a associação entre infecção assintomática por L. infantum e sobrepeso sugere que estes indivíduos possam estar sob maior risco de infecção por apresentarem déficits de micronutrientes relevantes para a resposta imune específica. Para investigar esta hipótese, são necessários estudos longitudinais que investiguem o papel do consumo alimentar e do perfil de micronutrientes desta população no risco de infecção por L. infantum.

Características ambientais e a ocorrência de leishmaniose visceral em Teresina, Piauí: uma aplicação utilizando sensoriamento remoto

Nas Américas, a leishmaniose visceral (LV) experimenta um processo de urbanização e o cão doméstico é considerado o principal reservatório da doença neste cenário, embora seu papel no ciclo de transmissão não esteja totalmente explicado. Este estudo teve como objetivo investigar, por meio da análise de dados espaciais e imagens de sensoriamento remoto, a relação de fatores ambientais com a ocorrência de infecção canina por Leishmania chagasi e sua correlação espacial com a doença humana na cidade de Teresina (Piauí - Brasil), onde foi relatada a primeira epidemia urbana de LV no Brasil. Os resultados são apresentados na forma de dois manuscritos, nos quais são utilizados dados georreferenciados obtidos por meio de um inquérito sorológico canino realizado durante o ano de 2011, em diferentes bairros com transmissão moderada ou intensa. No primeiro, a regressão logística multinível foi utilizada para correlacionar a prevalência da infecção canina com variáveis ambientais de quadrículas de 900m2 (30mx30m) onde os domicílios estavam localizados, ajustando para as características individuais dos cães (sexo, idade e raça) e da residência. Participaram desta análise 717 cães distribuídos em 494 domicílios e 396 quadrículas. Um percentual >16,5% da área da quadrícula coberta por pavimentação clara (ruas de terra ou asfalto antigo) foi a única variável ambiental associada com a infecção canina por L. chagasi (Odds ratio [OR] = 2,00, intervalo de 95% de confiança [IC95%]: 1,22 - 3,26). Estas áreas provavelmente correspondem àquelas mais pobres e com pior infraestrutura urbana, sugerindo a ocorrência de um padrão de transmissão intra-urbano similar aos padrões rurais e peri-urbanos da LV. No segundo manuscrito, a partir da análise hierárquica do vizinho mais próximo foi verificada a presença de sete clusters de maior concentração de cães soropositivos em relação aos soro negativos em áreas menos urbanizadas e com vegetação pouco densa. Participaram desta análise 322 cães distribuídos em cinco bairros. A relação espacial entre os caninos soropositivos e os casos humanos foi investigada através do método da distância média entre os pontos e analisada por meio do teste t. Foi encontrada uma maior proximidade de casos humanos em relação a cães soropositivos quando comparada à distância em relação aos soro negativos, sugerindo a existência de uma relação espacial entre a LV humana e a soropositividade canina. Os resultados contribuem para uma maior compreensão sobre a dinâmica da doença em meio urbano além de fornecer informações úteis para a prevenção e controle da LV em seres humanos.

Variantes no gene MBL2 codificador da Lectina Ligante de Manose (MBL): implicações na leishmaniose visceral humana

A leishmaniose visceral (LV) ou calazar é uma doença endêmica, crônica, grave e de alta letalidade se não tratada. Os estudos apontam a proteína Lectina Ligante de Manose (MBL), codificada pelo gene MBL2, como uma peça-chave na imunidade inata, dada a sua função no reconhecimento microbiano, na eliminação, inflamação e morte celular. Neste trabalho realizamos um estudo do tipo caso-controle que teve como objetivo investigar a associação entre variantes no gene MBL2 e a suscetibilidade à LV em indivíduos residentes em áreas endêmicas da Ilha de São Luís-MA. A amostra foi constituída por 322 indivíduos, sendo 161 casos com LV, não aparentados, de ambos os sexos, residentes em áreas endêmicas da doença na Ilha de São Luís e 161 controles saudáveis, não infectados e não aparentados da mesma região. A identificação dos casos de LV se deu por meio do contato constante com os principais hospitais e ambulatórios de referência para a doença na cidade. Também foram feitas buscas de pacientes com LV em ambiente domiciliar, a partir de registros da FUNASA-MA. A análise molecular consistiu na genotipagem de 6 variantes localizadas na região promotora [posições -550 (C>G), -221(G>C), +4(C>T)] e codificadora [códons 52 (C>T), 54 (G>A) e 57 (G>A)] do gene MBL2, através da reação em cadeia da polimerase e sequenciamento automático. A dosagem da proteína MBL no soro foi realizada pelo teste de ELISA. Verificamos que os fenótipos MBL dependem do conjunto de alelos presentes no gene MBL2, sendo nítido o efeito que as variantes defectivas causam nos níveis da proteína. Não encontramos diferença significativa entre casos e controles em relação à distribuição dos genótipos MBL2 e dos níveis séricos de MBL. As frequências alélicas das variantes exônicas na amostra total mostram que o alelo A é o mais comum (74,8%) e que os alelos defectivos (B, C e D) se encontram principalmente em heterozigose (36,6%), o que reforça a ideia de que alelos MBL2 defectivos são mantidos na população por conferirem vantagem seletiva aos heterozigotos. Em relação aos 3 principais polimorfismos existentes na região promotora, verificamos ser a variante -221G (Y) a mais frequente (88%) seguida de +4C (P) (73%) e de -550C (L) (67%). Identificamos oito haplótipos em MBL2 num total de 644 cromossomos avaliados, em 30 combinações diferentes, sendo HYPA e LYQA os mais frequentes e HYPD e HYPB os mais raros. Todos os portadores de combinações de haplótipos homozigotos para alelos defectivos apresentaram níveis séricos de MBL indetectáveis. Os genótipos LYQA/LYQA e HYPA/HYPA apresentaram as maiores concentrações médias de MBL no soro. A combinação entre SNPs no éxon 1 e na região promotora do gene MBL2 resulta em grande variação nas concentrações de MBL em indivíduos saudáveis. Consideramos que o conjunto de dados gerados é uma contribuição valiosa que poderá ser expandida para outros cenários.

Fatores associados à positividade da intradermorreação de Montenegro em Teresina, Piauí

A leishmaniose visceral americana (LVA) ou Calazar é um exemplo de doença infecciosa reemergente, cuja urbanização a uma das principais marcas da alteração de seu padrão epidemiológico de ocorrência. No Brasil, a infecção por L. chagasi tem se comportado de forma epidêmica em diversas regiões e as estratégias de controle não tem sido efetivas na contenção da propagação da doença. Para melhor compreensão deste processo, estudaram-se associações da imunidade tardia, medida por meio do teste de intradermorreação de Montenegro (IDRM), com fatores demográficos, sociais, econômicos e ambientais em área urbana com alta forca de transmissão. A análise dos dados foi feita tendo como base o modelo de regressão de Poisson ajustado pelo qui-quadrado, onde foram calculadas as razões de prevalência (RP) e seus respectivos intervalos de 95% de confiança (IC). Foi detectada maior prevalência da positividade a IDRM para o sexo masculino (RP = 1,32 IC: 1,11 1,56), com o aumento da idade (RP = 1,18 IC: 1,10 1,26), com a posse de cao por período de três anos ou mais (RP = 1,26 IC: 1,01 1,56) e com presença de fossa rudimentar no domicilio (RP = 1,33 IC: 0,99 1,77). Indivíduos com maior escolaridade (RP = 0,81 IC; 0,66 0,99), convivendo com três ou mais pessoas no domicilio (RP = 0,66 IC; 0,47 0,93), com história de Calazar no domicílio (RP = 0,40 IC: 0,16 0,99) e com parede com tijolo sem reboco (RP= 0,79 IC: 0,64 0,98) apresentaram prevalências mais baixas mostrando possível proteção infecção anterior. Os resultados obtidos podem contribuir para o melhor entendimento do dinamismo da doença em contexto urbano, permitindo melhor direcionamento das estratégias de intervenção.

An investigation into mechanisms of visceral pain in rodents

Visceral pain is a debilitating symptom of irritable bowel syndrome (IBS), a disorder affecting up to 30% of adults. A better understanding of the mechanisms underlying visceral hypersensitivity may facilitate development of more targeted therapies, improving the quality of life of these individuals. The studies performed in this thesis were designed to investigate important factors of visceral pain, including early-life manipulations, genetic predisposition and sex hormones. Maternal separation (MS) consistently reproduces visceral hypersensitivity and altered anxiety-like behaviours in rats, symptoms associated with IBS. It has been found that 5-HT2B receptor antagonism blocks visceral pain but no difference in relative 5-HT2B receptor mRNA expression was found in hippocampus, amygdala and colon. The neuronal activation patterns of prefrontal cortex and amygdala of MS rats were then investigated. MS animals are characterised by differential activation of the prefrontal cortex (anterior cingulate cortex (ACC), infralibic cortex, prelimbic cortex) as well as the central nucleus of the amygdala (CeA). Genetic factors also contribute to pain syndromes such as IBS. We utilised the Wistar Kyoto (WKY) rat, a stress-sensitive strain, as an animal model of brain-gut axis dysfunction. WKY rats have a lower expression of the glutamate transporter EAAT2 and mGlu4 receptor in the ACC. Another early-life factor that can increase susceptibility to functional gastrointestinal symptoms later life is disruption of the gut microbiota, thus early-life antibiotic treatment was used to assess this effect. Antibiotic treatment induced visceral hypersensitivity in adulthood and may be related to observed reductions in spinal cord alpha-2A adrenoreceptor (adra2A) mRNA. Lastly, we investigated sex differences in visceral sensitivity. EAAT1 & 2 mRNA levels are lower in females, potentially increasing glutamatergic concentration at the symaptic level. Moreover, NR1 and NR2B subunits mRNA of NMDA receptor were increased in caudal ACC of females. These findings may account for sex differences in visceral sensitivity.

Stress-induced visceral pain in rodents: neurochemical, hormonal, immune and epigenetic mechanisms

Visceral pain is a debilitating disorder which affects up to 25% of the population at any one time. It is a global term used to describe pain originating from the internal organs, which is distinct from somatic pain. Currently the treatment strategies are unsatisfactory, with development of novel therapeutics hindered by a lack of detailed knowledge of the underlying mechanisms. The work presented in this thesis aimed to redress this issue and look in more detail at the molecular mechanisms of visceral pain in preclinical models. Stress has long been implicated in the pathophysiology of visceral pain in both preclinical and clinical studies. Here a mouse model of early-life stress-induced visceral hypersensitivity was validated. Moreover, mouse strain differences were also apparent in visceral sensitivity suggesting a possible genetic component to the underlying pathophysiology. Furthermore, gender and sex hormones were also implicated in stress sensitivity and visceral pain. Using the rat model of maternal separation, some of the epigenetic mechanisms underpinning visceral hypersensitivity, specifically the contribution of histone acetylation were unravelled. Glutamate has been well established in somatic pain processing, however, its contribution to visceral pain has not been extensively characterised. It was found that glutamate uptake is impaired in viscerally hypersensitive animals, an effect which could be reversed by treatment with riluzole, a glutamate uptake activator. Moreover, negative modulation of the metabotropic glutamate (mGlu) receptor 7 was sufficient to reverse visceral hypersensitivity in a stress sensitive rat strain, the Wistar Kyoto rat. Furthermore, toll-like receptor 4 (TLR4) was implicated in chronic stress-induced visceral hypersensitivity. Taken together, these findings have furthered our knowledge of the pathophysiology of visceral pain. In addition, we have identified glutamate transporters, mGlu7 receptor, histone acetylation and TLR4 as novel targets, amenable to pharmacological manipulation for the specific treatment of visceral pain.