Ανακάλυψαν την πρωτεΐνη που «ρυθμίζει» τον πόνο και τη φαγούρα – Τι προέκυψε από μελέτη

Τι κοινό μπορεί να έχουν ένα απαλό άγγιγμα, μια καυτή επιφάνεια, το κρύο, ένας έντονος πόνος και η ενοχλητική φαγούρα; Αν και πρόκειται για εντελώς διαφορετικές αισθήσεις, φαίνεται ότι υπάρχει μια πρωτεΐνη η οποία παίζει καθοριστικό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο ο οργανισμός αντιδρά σε όλες.

Επιστήμονες του Πανεπιστημίου Tsinghua στην Κίνα ανακάλυψαν ότι η πρωτεΐνη CRELD1 λειτουργεί ως ένας κοινός ρυθμιστής των αισθητηριακών αντιδράσεων, επηρεάζοντας την ένταση των ηλεκτρικών σημάτων που μεταφέρουν οι νευρώνες.

Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature Neuroscience, προσφέρει νέα στοιχεία για τον τρόπο λειτουργίας του νευρικού συστήματος και υποδεικνύει έναν πιθανό στόχο για την ανάπτυξη φαρμάκων κατά του πόνου και του κνησμού.

Τι ανακάλυψαν οι επιστήμονες

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον καθηγητή Bailong Xiao, χρησιμοποίησε τη μέθοδο γονιδιακής επεξεργασίας CRISPR για να διερευνήσει ποια γονίδια επηρεάζουν την αισθητηριακή λειτουργία.

Αρχικά εξετάστηκαν 20 υποψήφια γονίδια σε ποντίκια, με ένα από αυτά, το Creld1, να ξεχωρίζει λόγω της επίδρασής του σε πολλές διαφορετικές αισθήσεις.

Όταν οι επιστήμονες απενεργοποίησαν το συγκεκριμένο γονίδιο, διαπίστωσαν ότι τα πειραματόζωα παρουσίαζαν σημαντικά μειωμένες αντιδράσεις σε διάφορα ερεθίσματα.

Αντιδρούσαν λιγότερο στο απαλό άγγιγμα και στην επώδυνη πίεση, ενώ χρειάζονταν περισσότερο χρόνο για να απομακρυνθούν από θερμές ή ψυχρές επιφάνειες.

Ακόμη πιο ενδιαφέρον ήταν το γεγονός ότι τα ποντίκια εμφάνιζαν πολύ λιγότερο ξύσιμο όταν εκτίθεντο σε ουσίες που προκαλούν φαγούρα, όπως η ισταμίνη.

Οι ερευνητές επιβεβαίωσαν τα ευρήματα με δεύτερη γενετική μέθοδο, απενεργοποιώντας το γονίδιο ειδικά σε αισθητήριους νευρώνες που βρίσκονται κοντά στον νωτιαίο μυελό.

Παράλληλα, διαπιστώθηκε ότι η κίνηση, ο συντονισμός και το σωματικό βάρος των ζώων παρέμειναν φυσιολογικά. Επομένως, οι μειωμένες αντιδράσεις δεν μπορούσαν να αποδοθούν απλώς σε κινητική αδυναμία.

Πώς λειτουργεί η πρωτεΐνη

Το επόμενο ερώτημα που επιχείρησαν να απαντήσουν οι επιστήμονες ήταν γιατί η απουσία μιας μόνο πρωτεΐνης μπορούσε να επηρεάζει τόσες διαφορετικές αισθήσεις.

Η απάντηση φαίνεται να βρίσκεται στον τρόπο με τον οποίο οι νευρώνες μεταφέρουν πληροφορίες.

Όταν το σώμα δέχεται ένα ερέθισμα, όπως ένα άγγιγμα ή μια υψηλή θερμοκρασία, ειδικοί αισθητήριοι υποδοχείς το ανιχνεύουν. Στη συνέχεια, οι νευρώνες παράγουν ηλεκτρικά σήματα, τα οποία μεταφέρουν την πληροφορία στο νευρικό σύστημα.

Για τη δημιουργία αυτών των σημάτων είναι απαραίτητα τα λεγόμενα κανάλια νατρίου, μικροσκοπικές πρωτεϊνικές δομές που επιτρέπουν τη διέλευση ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων μέσα από τη μεμβράνη των νευρικών κυττάρων.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η CRELD1 ενισχύει τη λειτουργία αυτών των καναλιών, διευκολύνοντας την παραγωγή των ηλεκτρικών σημάτων.

Όταν η πρωτεΐνη απουσίαζε, οι νευρώνες χρειάζονταν ισχυρότερο ερέθισμα για να ενεργοποιηθούν και παρήγαγαν λιγότερα ηλεκτρικά σήματα.

Αντίθετα, όταν οι ερευνητές αύξησαν την παραγωγή της CRELD1, τα ποντίκια έγιναν πιο ευαίσθητα στην αφή και στις μεταβολές της θερμοκρασίας.

Με άλλα λόγια, η συγκεκριμένη πρωτεΐνη δεν φαίνεται να είναι ο μηχανισμός που ανιχνεύει άμεσα τον πόνο, το κρύο ή τη φαγούρα. Επηρεάζει, όμως, το πόσο εύκολα οι αισθητήριοι νευρώνες ενεργοποιούνται και μεταδίδουν τα σχετικά σήματα.

Ένας νέος στόχος για φάρμακα

Η ανακάλυψη αποκτά ιδιαίτερη σημασία λόγω των πιθανών εφαρμογών της στην ανάπτυξη νέων θεραπειών.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η αλληλεπίδραση της CRELD1 με τα κανάλια νατρίου θα μπορούσε να αποτελέσει στόχο για την ανάπτυξη φαρμάκων που θα τροποποιούν την ένταση των αισθητηριακών αντιδράσεων.

Μια τέτοια προσέγγιση θα μπορούσε μελλοντικά να διερευνηθεί για την αντιμετώπιση καταστάσεων που συνοδεύονται από επίμονο πόνο ή έντονο κνησμό.

Ωστόσο, η θεραπευτική αξιοποίηση της ανακάλυψης δεν είναι απλή.

Ο πόνος και οι αισθήσεις της θερμοκρασίας αποτελούν βασικούς προστατευτικούς μηχανισμούς του οργανισμού. Μια θεραπεία που θα περιόριζε υπερβολικά αυτές τις αντιδράσεις θα μπορούσε να δυσκολεύει την αναγνώριση επικίνδυνων ερεθισμάτων.

Το ζητούμενο, επομένως, είναι να διαπιστωθεί κατά πόσο μπορεί να μειωθεί η υπερβολική αισθητηριακή δραστηριότητα χωρίς να επηρεάζεται η φυσιολογική προστατευτική λειτουργία του νευρικού συστήματος.

Τι γνωρίζουμε για τον άνθρωπο

Παρά τα ενθαρρυντικά ευρήματα, οι επιστήμονες διευκρινίζουν ότι η έρευνα βρίσκεται ακόμη σε πρώιμο στάδιο.

Τα βασικά πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε ποντίκια, ενώ οι δοκιμές με ανθρώπινες μορφές της πρωτεΐνης έγιναν σε καλλιεργημένα κύτταρα.

Μάλιστα, όταν εξετάστηκαν δύο διαφορετικές ανθρώπινες εκδοχές της CRELD1, διαπιστώθηκε ότι η μία ενίσχυε τη δραστηριότητα ενός καναλιού νατρίου, ενώ η άλλη δεν παρουσίαζε την ίδια επίδραση.

Αυτό σημαίνει ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να διευκρινιστεί πώς λειτουργεί ο συγκεκριμένος μηχανισμός στους ανθρώπινους αισθητήριους νευρώνες.

Η ανακάλυψη δεν συνιστά νέα θεραπεία για τον πόνο ή τη φαγούρα, ούτε έχει ακόμη δοκιμαστεί ως θεραπευτική παρέμβαση σε ανθρώπους.

Προσφέρει, ωστόσο, μια νέα επιστημονική κατεύθυνση, καθώς αποκαλύπτει ότι διαφορετικές αισθήσεις μπορούν να επηρεάζονται από έναν κοινό μοριακό μηχανισμό.

Και αυτό ενδέχεται να αποδειχθεί σημαντικό για την ανάπτυξη πιο στοχευμένων φαρμάκων στο μέλλον.