Štúdia odhaľuje vývoj ľudského chladu a proteínu snímajúceho mentol, ponúka nádej na budúce nenávykové terapie bolesti

Chronická bolesť postihuje milióny ľudí na celom svete a súčasná liečba sa často spolieha na opiáty, ktoré so sebou prinášajú riziko závislosti a predávkovania. Nenávykové alternatívy by mohli spôsobiť revolúciu v zvládaní bolesti a nový výskum zameraný na ľudský proteín, ktorý reguluje pocity chladu, privádza vedcov bližšie k vývoju liekov proti bolesti, ktoré neovplyvňujú telesnú teplotu a nenesú so sebou riziko závislosti.

Výskum publikovaný v Vedecké pokroky 21. júna pod vedením Wadea Van Horna, profesora na Fakulte molekulárnych vied a biodizajnu Arizona State University pre personalizovanú diagnostiku, odhalila nové poznatky o hlavnom ľudskom senzore chladu a mentolu TRPM8 (prechodný receptorový potenciál melastatínu 8).

Pomocou techník z mnohých oblastí, ako je biochémia a biofyzika, ich štúdia odhalila, že to bol chemický senzor predtým, ako sa stal senzorom studenej teploty.

„Ak dokážeme začať chápať, ako oddeliť chemické snímanie chladu od skutočného snímania chladu, teoreticky by sme mohli vyrábať lieky bez vedľajších účinkov,“ povedal Van Horn, ktorého výskum sa zameriava na membránové proteíny podieľajú sa na ľudskom zdraví a chorobách.

“Pochopením evolučnej histórie TRPM8 dúfame, že prispejeme k navrhnutiu lepších liekov, ktoré ponúkajú úľavu bez nebezpečných vedľajších účinkov spojených so súčasnými liekmi proti bolesti.”

Keď sa človek dotkne kovového stola a je mu zima, ľudské telo aktivuje TRPM8. Pre onkologických pacientov ktorí sú na určitých druhoch chemoterapeutík, dotyk stola môže bolieť. TRPM8 sa podieľa aj na mnohých iných typoch bolesti, vrátane chronickej neuropatickej a zápalovej bolesti.

Ďalším pochopením tejto špecifickosti chemické snímanie V porovnaní s chladom oproti fyzickému pociťovaniu chladu môžu vedci zacieliť úľavu bez spustenia vedľajších účinkov regulácie teploty, ktoré sa často vyskytujú v klinických štúdiách TRPM8 pri liečbe bolesti.

Vo výskume tím použil rekonštrukciu rodovej sekvencie, stroj času pre proteíny svojho druhu, zostavil rodokmeň TRPM8, ktorý dnes existuje, a potom tieto informácie použil na určenie toho, ako by mohli vyzerať proteíny z dávno vyhynutých zvierat.

Použitím výpočtové metódy na vzkriesenie predkov primátov, cicavcov a stavovcov TRPM8 boli výskumníci schopní pochopiť, ako sa TRPM8 zmenil v priebehu stoviek miliónov rokov porovnaním sekvencií súčasných proteínov, aby predpovedali sekvencie ich dávnych predkov. Okrem toho kombinácia laboratórnych experimentov a výpočtových štúdií umožňuje výskumníkom identifikovať kritické miesta v TRPM8, ktoré umožňujú jasnejšie pochopenie snímania teploty, ktoré možno testovať v nasledujúcich experimentoch.

“Porovnávacia dynamická analýza predkov a ľudí TRPM8 tiež podporuje experimentálne údaje a umožní nám identifikovať kritické miesta v snímaní teploty, ktoré budeme čoskoro testovať,” povedal Banu Ozkan, profesor na katedre fyziky ASU, ktorý sa podieľal na štúdium.

Tím potom exprimoval tieto predkové TRPM8 v ľudských bunkách a charakterizoval ich pomocou rôznych bunkových a elektrofyziologických techník.

„Štúdie na báze proteínov predkov nám umožňujú zamerať sa na najzaujímavejšie línie, ako je ľudský TRPM8, aby sme zmiernili obavy vznikajúce v objav drog zo speciačných rozdielov, napríklad u myší a ľudí,“ povedal prvý autor štúdie Dustin Luu, doktorand z ASU School of Molecular Sciences a súčasný postdoktorand v Biodesign Centre for Personalized Diagnostics ASU.

Luu pokračoval: “Prekvapivo sme zistili, že snímanie mentolu sa objavilo oveľa skôr ako snímanie chladu. Rozdiel vo vzhľade a zoslabení týchto aktivačných režimov naznačuje, že sú oddelené a možno ich rozlúštiť ďalším výskumom umožňujúcim nové terapie bolesti bez nežiaducich vedľajších účinkov pri snímaní tepla a tepelná regulácia, ktorá sužuje klinické štúdie zamerané na TRPM8.”

Ako veda pokračuje…