Nerve Growth Factor Sensitisation of TRPA1 on Sensory Neurones

Background: Sensory neurones from the trigeminal nerve innervate the oro-facial region and teeth. Transient receptor potential channels (TRPs) expressed by these neurones are responsible for relaying sensory information such as changes in ambient temperature, mechanical sensations and pain. Study of TRP channel expression and regulation in human sensory neurones therefore merits investigation to improve our understanding of allodynia and hyperalgesia. Objective: The objective of this study was to differentiate human dental pulp stem cells (hDPSCs) towards a neuronal phenotype (peripheral neuronal equivalents; PNEs) and employ this model to study TRP channel sensitisation. Method: hDPSCs were enriched by preferential adhesion to fibronectin, plated on coverslips (thickness 0) coated with poly-l-ornithine and laminin and then differentiated for 7 days in neurobasal A medium with additional supplementation. A whole cell patch clamp technique was used to investigate whether TRP channels on PNE membranes were modulated in the presence of nerve growth factor (NGF). PNEs were treated with NGF for 20 minutes immediately before experimentation and then stimulated for TRPA1 activity using cinnamaldehyde. Peak currents were read at 80 mV and -80 mV and compared to peak currents recorded in untreated PNEs. Data were analysed and plotted using Clampfit9 software (Molecular Devices, Sunnyvale, California, USA). Result: Results showed for the first time that pre-treatment of PNEs by NGF produced significantly larger inward and outward currents demonstrating that TRPA1 channels on PNE membranes were capable of becoming sensitised following treatment with NGF. Conclusion: Sensitisation of TRPA1 by NGF provides evidence of a mechanism for rapid neuronal sensitisation that is independent of TRPA1 gene expression

The immediate effects of atlanto-occipital joint manipulation and suboccipital muscle inhibition technique on active mouth opening and pressure pain sensitivity over latent myofascial trigger points in the masticatory muscles

DESIGN: A randomized controlled trial.OB JECTIVE: To investigate the immediate effects on pressure pain thresholds over latent trigger points (TrPs) in the masseter and temporalis muscles and active mouth opening following atlanto-occipital joint thrust manipulation or a soft tissue manual intervention targeted to the suboccipital muscles. BACKGROUND : Previous studies have described hypoalgesic effects of neck manipulative interventions over TrPs in the cervical musculature. There is a lack of studies analyzing these mechanisms over TrPs of muscles innervated by the trigeminal nerve. METHODS: One hundred twenty-two volunteers, 31 men and 91 women, between the ages of 18 and 30 years, with latent TrPs in the masseter muscle, were randomly divided into 3 groups: a manipulative group who received an atlanto-occipital joint thrust, a soft tissue group who received an inhibition technique over the suboccipital muscles, and a control group who did not receive an intervention. Pressure pain thresholds over latent TrPs in the masseter and temporalis muscles, and active mouth opening were assessed pretreatment and 2 minutes posttreatment by a blinded assessor. Mixed-model analyses of variance (ANOVA) were used to examine the effects of interventions on each outcome, with group as the between-subjects variable and time as the within-subjects variable. The primary analysis was the group-by-time interaction. RESULTS: The 2-by-3 mixed-model ANOVA revealed a significant group-by-time interaction for changes in pressure pain thresholds over masseter (P<.01) and temporalis (P =.003) muscle latent TrPs and also for active mouth opening (P<.001) in favor of the manipulative and soft tissue groups. Between-group effect sizes were small. CONCLUSIONS: The application of an atlanto-occipital thrust manipulation or soft tissue technique targeted to the suboccipital muscles led to an immediate increase in pressure pain thresholds over latent TrPs in the masseter and temporalis muscles and an increase in maximum active mouth opening. Nevertheless, the effects of both interventions were small and future studies are required to elucidate the clinical relevance of these changes. LEVEL OF EVIDENCE : Therapy, level 1b. J Orthop Sports Phys Ther 2010;40(5):310-317. doi:10.2519/jospt.2010.3257. KEYWORDSDS: cervical manipulation, muscle trigger points, neck, TMJ, upper cervical.

Teaching clinical anatomy of the female pelvic floor to undergraduate students: A critical review of nevralgic points

Pelvic floor anatomy is complex and its three-dimensional organization is often difficult to understand for both undergrad- uate and postgraduate students. Here, we focused on several critical points that need to be considered when teaching the perineum. We have to deal with a mixed population of students and with a variety of interest. Yet, a perfect knowledge of the pelvic floor is the basis for any gynecologist and for any surgical intervention. Our objectives are several-fold; i) to estab- lish the objectives and the best way of teaching, ii) to identify and localize areas in the female pelvic floor that are suscepti- ble to generate problems in understanding the three-dimensional organization, iii) to create novel approaches by respecting the anatomical surroundings, and iv) prospectively, to identify elements that may create problems during surgery i.e. to have a closer look at nerve trajectories and on compression sites that may cause neuralgia or postoperative pain. A feedback from students concludes that they have difficulties to assimilate this much information, especially the different imaging tech- niques. Eventually, this will lead to a severe selection of what has to be taught and included in lectures or practicals. Another consequence is that more time to study prosected pelves needs to be given.

Neurolysis using a carbohydrate polymer gel for the treatment of postoperative neuropathic pain.

Perineural and intraneural fibrosis is thought to be the main cause of failure of the many surgical treatments of neuropathic pain. We have used Adcon-T/N carbohydrate polymer gel for prevention of perineural fibrosis in several parts of the body. In this retrospective study, 54 patients who presented with postoperative neuropathic pain had microsurgical epineural neurolysis and relocation of a terminal neuroma. In 19 of them, the carbohydrate gel was applied at the same time. The mean follow-up was four years and the nerve distribution varied. Postoperative improvement in pain scores (visual analogue scale (VAS) and neuropathic pain scale inventory (NPSI)), sensitivity, overall improvement and satisfaction were equivalent in the two groups, with pain relief in about 80% of the patients. There was no significant beneficial effect in the carbohydrate gel group. Patients treated with this device had a higher infection rate (21 compared with 0, p = 0.01) and delayed wound healing (31.6 compared with 11.8, p = 0.2). We conclude that good long-term pain relief is obtained postoperatively independently of the addition of carbohydrate gel. There was a slight but not significant trend towards profound pain relief with the gel.

Les mécanismes synaptiques et intrinsèques qui sous-tendent l’activité des cellules réticulospinales (RS) en réponse à une stimulation sensorielle de type cutané chez la lamproie

Chez diverses espèces animales, les informations sensorielles peuvent déclencher la locomotion. Ceci nécessite l’intégration des informations sensorielles par le système nerveux central. Chez la lamproie, les réseaux locomoteurs spinaux sont activés et contrôlés par les cellules réticulospinales (RS), système descendant le plus important. Ces cellules reçoivent des informations variées provenant notamment de la périphérie. Une fois activées par une brève stimulation cutanée d’intensité suffisante, les cellules RS produisent des dépolarisations soutenues de durées variées impliquant des propriétés intrinsèques calcium-dépendantes et associées à l’induction de la nage de fuite. Au cours de ce doctorat, nous avons voulu savoir si les afférences synaptiques ont une influence sur la durée des dépolarisations soutenues et si l’ensemble des cellules RS partagent des propriétés d’intégration similaires, impliquant possiblement les réserves de calcium internes. Dans un premier temps, nous montrons pour la première fois qu’en plus de dépendre des propriétés intrinsèques des cellules réticulospinales, les dépolarisations soutenues dépendent des afférences excitatrices glutamatergiques, incluant les afférences spinales, pour perdurer pendant de longues périodes de temps. Les afférences cutanées ne participent pas au maintien des dépolarisations soutenues et les afférences inhibitrices glycinergique et GABAergiques ne sont pas suffisantes pour les arrêter. Dans un deuxième temps, nous montrons que suite à une stimulation cutanée, l’ensemble des cellules RS localisées dans les quatre noyaux réticulés possèdent un patron d’activation similaire et elles peuvent toutes produire des dépolarisations soutenues dont le maintien ne dépend pas des réserves de calcium internes. Enfin, les résultats obtenus durant ce doctorat ont permis de mieux comprendre les mécanismes cellulaires par lesquels l’ensemble des cellules RS intègrent une brève information sensorielle et la transforment en une réponse soutenue associée à une commande motrice.

Tracés de Proust, itinéraires maternels : la grand-mère dans « À la recherche du temps perdu ».

Le seul vrai livre, pour Proust, est la traduction des impressions perdues dont la trace subsiste dans notre mémoire sensible. Les personnages entrent dans le texte de la Recherche en frappant la sensibilité du héros. Or, « toujours déjà là, » la grand-mère, comme la mère, relève d'une réalité qui ne s'est jamais imprimée, une réalité antérieure à la conscience du narrateur et de ce fait, antérieure au texte. Néanmoins, la grand-mère est une mère qui vieillit et qui meurt. Alors, elle apparaît au narrateur, suivant ainsi le chemin inverse de l'altérité. De présence immédiate pour le héros, il lui faudra devenir autre, une vieille femme étrangère, indéfinie dans son geste vers la mort, afin que le texte lui restitue une première impression. C'est précisément dans cette distance à parcourir, cet itinéraire entre l'immédiateté du départ et la première impression, que la spécificité du personnage de la grand-mère touche à ce que Proust qualifierait lui-même de « névralgie » de son texte. La réalité maternelle, pour devenir objet du style littéraire, doit se plier au trait de l'écrivain. Or, le personnage de mère, telle qu'il est élaboré dans la Recherche, résiste à ce « fléchissement ». Le personnage de grand-mère permet à Proust d'exprimer la réalité de la mère qui se dégrade et qui meurt, une mère que la main du fils devenant écrivain rend malléable.

Caractérisation spatiale des syncytia formés par le couplage des astrocytes du noyau sensoriel principal du nerf trijumeau en fonction de la concentration de calcium extracellulaire.

Le mouvement masticatoire est généré et coordonné par un générateur de patron central (GPC) situé au niveau du pont. Plusieurs résultats antérieurs de notre laboratoire soutiennent que le réseau de neurones à l’origine de la rythmogénèse est situé dans le noyau sensoriel principal du nerf trijumeau (NVsnpr). Ces mêmes expériences révèlent que des diminutions de la concentration calcique extracellulaire ([Ca2+]e) tiennent une place importante dans la génération des bouffées de décharges des neurones de cette région. Notre laboratoire tente de vérifier si la contribution des astrocytes à l’homéostasie de la concentration calcique extracellulaire est impliquée dans la genèse du rythme. Cette étude a pour but la caractérisation spatiale du syncytium astrocytaire au sein du NVsnpr dorsal et l’étude de l’effet de la [Ca2+]e sur les propriétés astrocytaires électrophysiologiques et de connectivité. Nous avons utilisés pour ce faire la technique d’enregistrement par patch-clamp sur une préparation en tranche de tronc cérébral de rat. Nous démontrons ici que la diminution de la [Ca2+]e n’affecte pas les propriétés électrophysiologiques astrocytaires, mais induit une augmentation de la taille du syncytium. De plus, nous établissons l’existence au sein du NVsnpr dorsal d’une organisation anatomofonctionnelle du réseau astrocytaire calquée sur l’organisation neuronale.

Rôle du système du trijumeau dans la locomotion chez le nouveau-né d’opossum (Monodelphis domestica)

L’opossum Monodelphis domestica naît très immature et grimpe sans aide de la mère, du sinus urogénital à une mamelle où il va s’attacher pour poursuivre son développement. Des informations sensorielles sont nécessaires pour guider le nouveau-né vers la mamelle et les candidats les plus probables sont le toucher, l’équilibre et l’olfaction. Pour tester l’action des différents systèmes sur la motricité chez l’opossum nouveau-né, des régions céphaliques du trijumeau, du vestibulaire et de l’olfaction ont été stimulées électriquement sur des préparations in vitro en comparaison avec une stimulation seuil T (intensité minimale de la stimulation à la moelle épinière cervicale induisant le mouvement des membres antérieurs). Par comparaison, un mouvement similaire était induit par des stimulations à ~2T du ganglion du trijumeau, à ~20 T du complexe vestibulaire, et à ~600 T des bulbes olfactifs. L’étude de l'innervation de la peau faciale et des voies relayant les informations du trijumeau vers la moelle épinière (ME) a été approfondie en utilisant de l’immunohistochimie pour les neurofilament-200 et du traçage rétrograde avec du Texas-Red couplé à des Dextrans Aminés. De nombreuses fibres nerveuses ont été révélées dans le derme de plusieurs régions de la tête. Quelques cellules du ganglion trigéminal projettent à la ME rostrale, mais la majorité projette vers la médulla caudale où se trouvent les neurones secondaires du trijumeau ou des cellules réticulospinales. Les résultats de cette étude indiquent une influence significative des systèmes du trijumeau et du vestibulaire, mais pas de l'olfaction, sur le mouvement des membres antérieurs des opossums nouveau-nés.

Traitement des mélanges par le système trigéminal

Le système trigéminal –tout comme l’olfaction et la gustation– est un sens chimique qui permet la perception des informations chimiosensorielles de notre environnement. Contrairement à l’olfaction et à la gustation, notre connaissance du traitement des mélanges par le système trigéminal est limitée. Nous avons donc utilisé des mélanges de trois agonistes relativement spécifiques à des récepteurs (eucalyptol, agoniste TRPM8; aldéhyde cinnamique, agoniste TRPA1 ; camphre, agoniste TRPV1) et d’une odeur pure (alcool phényléthylique) dans différentes proportions afin de déterminer les dimensions de base de la perception trigéminale. Quatre dimensions principales se sont avérées pertinentes: l’intensité, la sensation de chaleur, la sensation de froid et la douleur. Nous avons utilisé ces dimensions pour étudier la perception de mélanges et de combinaisons dans différentes proportions d’un stimulus qui procure une sensation de froid (eucalyptol) et d’un stimulus qui procure une sensation de chaleur (aldéhyde cinnamique). Les résultats indiquent que les mélanges obtiennent généralement des scores plus élevés que les combinaisons sur les dimensions « intensité », « sensation de chaleur » et « douleur » alors que les combinaisons obtiennent des scores plus élevés sur la dimension « sensation de froid ». Ces résultats suggèrent des interactions spécifiques pour les différentes dimensions de la perception trigéminale. Nous en venons à la conclusion d’un effet d’additivité pour les mélanges sur les dimensions « intensité », « sensation de chaleur » et « douleur » alors que nous observons plutôt un effet de suppression de la perception de froid pour les deux stimuli dans les mélanges, ce qui semble indiquer des interactions particulières pouvant prendre place aux niveaux périphérique ou central.

Le sens du goût chez l'aveugle congénital

Thèse réalisée en collaboration avec le Département de neurosciences et pharmacologie de l'Université de Copenhague, Danemark.

Influence de la mécanoréception faciale sur les comportements moteurs chez l’opossum nouveau-né, Monodelphis domestica

L’opossum nait dans un état très immature, mais rampe avec ses membres antérieurs (MA) de l’orifice urogénital de la mère à une tétine, où il s’attache pour poursuivre son développement. Des informations sensorielles sont nécessaires pour guider le nouveau-né vers une tétine et déclencher son attachement. Des expériences précédentes ont montré que le système du trijumeau, dont dépend l’innervation somesthésique du museau, influence les mouvements précoces des MA. Le présent projet vise à déterminer si les mécanorécepteurs faciaux sont fonctionnels et exercent une influence sur les MA. On s’intéresse particulièrement aux cellules de Merkel, un mécanorécepteur épidermique innervé par des fibres à adaptation lente de type I (SA I). Ces cellules ont été localisées sur le pourtour du museau de l’opossum nouveau-né en utilisant un traceur cellulaire, l’AM1-43. Nous avons analysé les réponses musculaires des MA consécutives à l’application de forces calibrées au museau sur des préparations in vitro. Ces réponses sont bilatérales et simultanées, très variables, et leur intensité augmente avec la force de la stimulation. Lors de stimulations répétitives pendant 60 min, les réponses diminuent avec le temps. Le retrait de la peau faciale abolit presque ces réponses. De plus, l’application d’un antagoniste des récepteurs métabotropiques du glutamate, qui affecte l’activité des fibres SA I, ou d’un antagoniste des récepteurs purinergiques les diminue fortement, suggérant une participation des cellules de Merkel. Ces résultats soutiennent que le sens du toucher facial relayé par le système du trijumeau est fonctionnel chez l’opossum nouveau-né et qu’il pourrait influencer les mouvements des MA.

Dolor neuropático: fisiopatología, diagnóstico y manejo

El dolor neuropático es un tipo de dolor crónico, patológico, que ha perdido el carácter adaptativo del dolor agudo para convertirse en una enfermedad incurable, en un gran porcentaje de los casos, que afecta al paciente, a su familia y a la sociedad. Durante muchos años el Centro Interdisciplinario para Estudio y Alivio del Dolor de la Universidad del Rosario, ha analizado enfermos con neuropatía diabética dolorosa, neuralgia post-herpética, dolor fantasma, neuralgia del trigémino, síndrome doloroso regional complejo, y dolores centrales de diversas etiologías: y las incógnitas más recurrentes han sido: ¿Se estarán haciendo las cosas bien? Y ¿por qué unos pacientes mejoran y otros no? La búsqueda de las respuestas a estos cuestionamientos ha sido la motivación para la presentación de esta obra colectiva en donde se analizan diferentes aspectos del dolor neuropático, como son: la neurobiología del dolor neuropático, los medicamentos para el manejo del dolor, las neuropatías por tratamiento y los distintos síndromes relacionados con el dolor , entre otros.

Effect of viral load on the outcome of herpes zoster

Varicella-zoster virus (VZV) is a member of the Herpesviridae family, primary infection with which causes varicella, more commonly known as chicken pox. Characteristic of members of the alphaherpesvirus subfamily, VZV is neurotropic and establishes latency in sensory neurons. Reactivation of VZV causes herpes zoster, also known as shingles. The most frequent complication following zoster is chronic and often debilitating pain called postherpetic neuralgia (PHN), which can last for months after the disappearance of a rash. During episodes of acute zoster, VZV viremia occurs in some, but not all, patients; however, the effect of the viral load on the disease outcome is not known. Here we describe the development of a highly specific, sensitive, and reproducible real-time PCR assay to investigate the factors that may contribute to the presence and levels of baseline viremia in patients with zoster and to determine the relationship between viremia and the development and persistence of PHN. VZV DNA was detected in the peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of 78% of patients with acute zoster and in 9% of healthy asymptomatic blood donors. The presence of VZV in the PBMCs of patients with acute zoster was independently associated with age and being on antivirals but not with gender, immune status, extent of rash, the age of the rash at the time of blood sampling, having a history of prodromal pain, or the extent of acute pain. Prodromal pain was significantly associated with higher baseline viral loads. Viral load levels were not associated with the development or persistence of PHN at 6, 12, or 26 weeks.

Persistence of varicella-zoster virus viraemia in patients with herpes zoster.

BACKGROUND: Herpes zoster is caused by the reactivation of varicella-zoster virus from sensory neurons. The commonest complication following zoster is chronic pain termed post herpetic neuralgia. OBJECTIVES: To investigate the dynamics of VZV viraemia and viral load following the resolution of zoster and its relationship to PHN development. STUDY DESIGN: Blood samples were collected at baseline, 1 month, 3 months and 6 month from a prospective study of 63 patients with active zoster. Quantification of VZV DNA in whole blood was performed using a real-time PCR assay. RESULTS: During acute zoster, all patients had detectable VZV DNA in their blood. VZV DNA remained detectable in the blood of 91% of patients at 6 months although levels declined significantly (p<0.0001). A history of prodromal symptoms (p=0.005) and severity of pain at baseline (p=0.038) as well as taking antivirals (p=0.046) and being immunocompromised (p=0.043) were associated, with longer time to recovery from PHN. Viral DNA loads were consistently higher in patients with risk factors for PHN and higher viral DNA loads over time were associated with longer time to recovery (p=0.058 overall and 0.038 in immunocompetent). CONCLUSIONS: Based on these observations we hypothesise that VZV replication persists following acute shingles and that higher viral DNA loads contribute to the risk factors for PHN.

Localization and function of the Kv3.1b subunit in the rat medulla oblongata: focus on the nucleus tractus solitarii

The voltage-gated potassium channel subunit Kv3.1 confers fast firing characteristics to neurones. Kv3.1b subunit immunoreactivity (Kv3.1b-IR) was widespread throughout the medulla oblongata, with labelled neurones in the gracile, cuneate and spinal trigeminal nuclei. In the nucleus of the solitary tract (NTS), Kv3.1b-IR neurones were predominantly located close to the tractus solitarius (TS) and could be GABAergic or glutamatergic. Ultrastructurally, Kv3.1b-IR was detected in NTS terminals, some of which were vagal afferents. Whole-cell current-clamp recordings from neurones near the TS revealed electrophysiological characteristics consistent with the presence of Kv3.1b subunits: short duration action potentials (4.2 +/- 1.4 ms) and high firing frequencies (68.9 +/- 5.3 Hz), both sensitive to application of TEA (0.5 mm) and 4-aminopyridine (4-AP; 30 mum). Intracellular dialysis of an anti-Kv3.1b antibody mimicked and occluded the effects of TEA and 4-AP in NTS and dorsal column nuclei neurones, but not in dorsal vagal nucleus or cerebellar Purkinje cells (which express other Kv3 subunits, but not Kv3.1b). Voltage-clamp recordings from outside-out patches from NTS neurones revealed an outward K(+) current with the basic characteristics of that carried by Kv3 channels. In NTS neurones, electrical stimulation of the TS evoked EPSPs and IPSPs, and TEA and 4-AP increased the average amplitude and decreased the paired pulse ratio, consistent with a presynaptic site of action. Synaptic inputs evoked by stimulation of a region lacking Kv3.1b-IR neurones were not affected, correlating the presence of Kv3.1b in the TS with the pharmacological effects.