Un nou studiu arată că o toxină din microbi care provoacă antraxul poate reduce la tăcere mai multe tipuri de durere la șoarecii de laborator. Cercetătorii au descoperit că toxina vizează celulele sensibile la durere pentru a modifica semnalizarea și pentru a bloca durerea.
Pe baza acestei descoperiri, au creat un purtător de proteine antrax pentru a oferi diferite tipuri de tratamente receptorilor durerii și pentru a modula funcția celulelor nervoase. Descoperirile pot ghida oamenii de știință să conceapă terapii care vizează selectiv fibrele sensibile la durere, fără efectele sistemice pe scară largă ale opioidelor și ale altor analgezice.
Lucrarea, condusă de cercetătorii de la Harvard Medical School în colaborare cu oameni de știință din industrie și cercetători din alte instituții, este publicată în revista Nature Neuroscience.
În plus, echipa a combinat părți ale toxinei cu antrax cu diferite tipuri de încărcătură moleculară și a livrat-o neuronilor sensibili la durere.
Există încă o mare nevoie clinică de a dezvolta terapii pentru durere non-opioide care să nu creeze dependență, dar eficiente în atenuarea dependenței”, a declarat primul autor al studiului, Nicole Yang, asociat de cercetare în imunologie la Chiu Lab.
Cercetătorii avertizează că această abordare este încă experimentală. Încă trebuie testat și ajustat în continuare în mai multe studii pe animale și într-o etapă ulterioară la om. Cercetătorii din laboratorul Chiu sunt de mult interesați de interacțiunea dintre microbi, sistemul nervos și sistemul imunitar.
Mulți oameni suferă de „tulburare de durere”
Unul dintre experimentele conduse de Chiu a arătat că și alte bacterii cauzatoare de boli pot interacționa cu neuronii și pot modifica semnalele acestora, dar în direcția creșterii durerii. Până acum, puține studii au investigat dacă anumiți microbi pot reduce sau bloca durerea.
Experimentul actual a început prin încercarea de a determina modul în care neuronii sensibili la durere pot fi distinși de alții din corpul uman. Pentru a face acest lucru, cercetătorii au efectuat un studiu al datelor despre expresia genelor.
Unul dintre lucrurile care le-a atras atenția a fost că fibrele dureroase au receptori pentru toxinele antraxului, în timp ce alte tipuri de neuroni nu au. Cu alte cuvinte, fibrele dureroase sunt pregătite structural pentru a interacționa cu bacteria antraxului. Un nou studiu aruncă lumină asupra acestei întrebări.
Descoperirile arată că atenuarea durerii are loc atunci când neuronii senzoriali ai ganglionilor rădăcinii spinării, nervii care transmit semnale de durere măduvei spinării, se leagă de două proteine specifice produse de bacteria antraxului însăși.
Injectarea toxinei în coloanele inferioare ale șoarecilor a produs efecte puternice, de blocare a durerii, care au împiedicat animalele să simtă stimuli mecanici și de temperatură ridicată. Important este că celelalte semne vitale ale acestora, cum ar fi ritmul cardiac, temperatura corpului și coordonarea motorie, nu au fost afectate. Această observație indică faptul că această tehnică este foarte selectivă și precisă în țintirea și blocarea fibrelor dureroase, fără efecte sistemice pe scară largă.
În plus, injectarea șoarecilor cu toxina antrax a atenuat simptomele dureroase cauzate de inflamație și leziuni ale celulelor nervoase – adesea văzute ca urmare a unei leziuni traumatice și a anumitor infecții virale, cum ar fi herpesul zoster sau o complicație a diabetului și a tratamentului pentru cancer.
În plus, cercetătorii au observat că atunci când durerea a fost redusă, celulele nervoase tratate au rămas intacte din punct de vedere fiziologic. Aceste rezultate au indicat cu tărie că efectele de blocare a durerii nu s-au datorat leziunii celulelor nervoase, ci au rezultat mai degrabă din semnalizarea alterată în interiorul acestora.
De ce durerea este mai accentuată noaptea?
În etapa finală a studiului, echipa a conceput un „vehicul” din proteinele antraxului și l-a folosit pentru a furniza celulelor nervoase alte substanțe care blochează durerea. Una dintre aceste substanțe este toxina botulină, o altă bacterie potențial mortală, cunoscută pentru capacitatea sa de a modifica semnalizarea nervoasă. Această abordare sa dovedit, de asemenea, de succes în blocarea durerii la șoareci.
„Am luat părți din toxina antraxului și le-am fuzionat cu încărcătura de proteine pe care am vrut să o livreze. În viitor, se pot gândi diferite tipuri de proteine pentru a oferi tratamente țintite”, spune Yang.
Oamenii de știință avertizează că, pe măsură ce lucrările progresează, siguranța tratamentului cu toxină trebuie monitorizată îndeaproape. Trebuie remarcat faptul că proteina antrax este asociată cu perturbarea integrității barierei hemato-encefalice în timpul infecției.
Noile descoperiri ridică o altă întrebare evolutivă interesantă, și anume – de ce un microbi ar reduce durerea?
Chiu crede că o posibilă explicație este că microbii au dezvoltat modalități de a interacționa cu gazda lor pentru a facilita propria lor răspândire și supraviețuire.
Milena Vasileva
