RESUMEN
Background: Chronic postsurgical pain (CPSP) in children remains an important problem with no effective preventive or therapeutic strategies. Recently, genomic underpinnings explaining additional interindividual risk beyond psychological factors have been proposed. Aims: We present a comprehensive review of current preclinical and clinical evidence for genetic and epigenetic mechanisms relevant to pediatric CPSP. Methods: Narrative review. Results: Animal models are relevant to translational research for unraveling genomic mechanisms. For example, Cacng2, p2rx7, and bdnf mutant mice show altered mechanical hypersensitivity to injury, and variants of the same genes have been associated with CPSP susceptibility in humans; similarly, differential DNA methylation (H1SP) and miRNAs (miR-96/7a) have shown translational implications. Animal studies also suggest that crosstalk between neurons and immune cells may be involved in nociceptive priming observed in neonates. In children, differential DNA methylation in regulatory genomic regions enriching GABAergic, dopaminergic, and immune pathways, as well as polygenic risk scores for enhanced prediction of CPSP, have been described. Genome-wide studies in pediatric CPSP are scarce, but pathways identified by adult gene association studies point to potential common mechanisms. Conclusions: Bench-to-bedside genomics research in pediatric CPSP is currently limited. Reverse translational approaches, use of other -omics, and inclusion of pediatric/CPSP endophenotypes in large-scale biobanks may be potential solutions. Time of developmental vulnerability and longitudinal genomic changes after surgery warrant further investigation. Emergence of promising precision pain management strategies based on gene editing and epigenetic programing emphasize need for further research in pediatric CPSP-related genomics.
Contexte: La douleur chronique post-chirurgicale (DCPC) chez l'enfant reste un problème important pour lequel il n'y a pas de stratégies préventives ou thérapeutiques efficaces. Récemment, des fondements génomiques expliquant des risques interindividuels additionnels, au-delà des facteurs psychologiques, ont été proposés. Objectifs: Nous présentons une revue compléte des données probantes précliniques et cliniques actuelles pour les mécanismes génétiques et épigénétiques pertinents en matiére de DCPC pédiatrique. Méthodes: Revue narrative.Les modéles animaux sont pertinents pour la recherche translationnelle afin de déchiffrer les mécanismes génomiques. Par exemple, les souris mutantes Cacng2, p2rx7 et bdnf présentent une hypersensibilité mécanique altérée à des lésions et des variantes des mêmes génes ont été associées à la sensibilité à la DCPC chez l'humain; de même, la méthylation différentielle de l'ADN (H1SP) et les miARN (miR-96/7a) ont montré des implications translationnelles. Des études menées sur des animaux indiquent également que la diaphonie entre les neurones et les cellules immunitaires peut être impliquée dans l'amorçage nociceptif observé chez les nouveau-nés. Chez les enfants, la méthylation différentielle de l'ADN dans les régions génomiques régulatrices enrichissant les voies GABAergiques, dopaminergiques et immunitaires, ainsi que des scores de risque polygénique pour une prédiction améliorée de la PCSP, ont été décrits. Les études pangénomiques en matiére de DCPC pédiatrique sont rares, mais les voies identifiées par les études d'association de génes chez l'adulte indiquent de possibles mécanismes communs. Conclusions: La recherche en génomique du laboratoire au patient dans le cadre de la DCPC pédiatrique est actuellement limitée. Les approches translationnelles inversées, l'utilisation d'autres -omiques et l'inclusion d'endophénotypes pédiatriques/DCPC dans les biobanques à grande échelle peuvent être des solutions possibles. La durée de la vulnérabilité développementale et des changements génomiques longitudinaux aprés la chirurgie justifie des recherches plus approfondies. L'émergence de stratégies de précision prometteuses basées sur lé'dition de génes et la programmation épigénétique pour la prise en charge de la douleur font valoir la nécessité de poursuivre les recherches sur la génomique pédiatrique liée à la DCPC.
RESUMEN
Mevalonate pathway inhibitors have been extensively studied for their roles in cholesterol depletion and for inhibiting the prenylation and activation of various proteins. Inhibition of protein prenylation has potential therapeutic uses against neurological disorders, like neural cancers, neurodegeneration, and neurotramatic lesions. Protection against neurodegeneration and promotion of neuronal regeneration is regulated in large part by Ras superfamily small guanosine triphosphatases (GTPases), particularly the Ras, Rho, and Rab subfamilies. These proteins are prenylated to target them to cellular membranes. Prenylation can be specifically inhibited through altering the function of enzymes of the mevalonate pathway necessary for isoprenoid production and attachment to target proteins to elicit a variety of effects on neural cells. However, this approach does not address how prenylation affects a specific protein. This review focuses on the regulation of small GTPase prenylation, the different techniques to inhibit prenylation, and how this inhibition has affected neural cell processes.
