Role of the sigma-1 receptor in the sensory-discriminative and affective-motivational components of acute and chronic pain

Abstract

The present Doctoral Thesis focuses on the study of the sigma-1 receptor (σ1R) in the field of pain. This research has been a part of the preclinical σ1R project focusing on drug discovery of σ1R ligands for the treatment of pain at the pharmaceutical company ESTEVE. The overall purpose of this Doctoral Thesis was to explore the role of σ1R in the sensory-discriminative and affective-motivational components of pain. To this end, acetic acid-induced visceral pain and partial sciatic nerve ligation in mice were used to model an acute and chronic pain state, respectively. The sensory discriminative and affective-motivational components of pain in these models were infered by changes in reflexive and non-reflexive behavioural outcomes, respectively. Abdominal contractions (writhing) and paw behavioural hypersensitivity to mechanical and thermal stimuli were analysed as reflexive outcomes. On the other hand, pain-related changes of sweet preference, locomotor activity and reward-seeking behaviour were analysed as non reflexive outcomes. These models and behavioural outcomes were used to evaluate the effect of pharmacological and genetic blockade of σ1R and also the effects of some reference compounds. Furthermore, electrophysiological and molecular studies in knock-out (σ1R /-) mice were used to understand the role of σ1R in the sensory discriminative component of chronic pain.

Taken together, the results of this Doctoral Thesis provide new knowledge about σ1R and support the clinical development of selective σ1R antagonists as a suitable therapeutic intervention to treat neuropathic pain and its mood-related comorbidities.

El dolor es una experiencia sensorial y emocional desagradable. Es un mecanismo muy complejo determinado por dos componentes: el componente sensorial discriminativo, que corresponde a los mecanismos neurofisiológicos de la nocicepción y que informa de las características del dolor (naturaleza, duración, intensidad,…) y el componente afectivo-motivacional, que expresa la connotación desagradable relacionada con la percepción del dolor y que conlleva consecuencias emocionales que afectan al estado de ánimo y al bienestar del individuo. En la presente Tesis Doctoral se estudian estos dos componentes que conforman el dolor, evaluando respuestas de comportamiento en dos modelos animales de dolor, un modelo de dolor agudo visceral y un modelo de dolor crónico de origen neuropático. Además, se estudia el papel del receptor sigma-1 (σ1R) en cada modelo animal de dolor, evaluando su posible implicación tanto en el componente sensorial como en el afectivo. Para ello, se pusieron en práctica dos estrategias experimentales. Por un lado, se utilizaron ratones modificados genéticamente a los que se les ha eliminado el gen del receptor del sigma-1 (ratones knock-out σ1R) y por otro lado, se realizó un tratamiento farmacológico sistémico en ratones salvajes (wild-type) con el E-52862 (S1RA), un antagonista del receptor sigma-1 altamente selectivo. El E-52862 es un compuesto que ha sido desarrollado por ESTEVE y que tras su primera evaluación en seres humanos ha demostrado un buen perfil de seguridad y tolerabilidad (estudios clínicos de Fase I). Actualmente continúa siendo evaluado en subsecuentes estudios clínicos como indicación para el dolor neuropático de diferentes etiologías (estudios de Fase II).

Los resultados de esta Tesis Doctoral proporcionan nuevos conocimientos sobre el receptor sigma-1 que apoyan el desarrollo clínico del antagonista selectivo para este receptor, el E-52862, como una opción terapéutica adecuada para el tratamiento del dolor neuropático y las comorbilidades afectivas asociadas a esta patología.