Lėtinis skausmas kenčia milijonus žmonių visame pasaulyje, o dabartinis gydymas dažnai priklauso nuo opioidų, kurie kelia priklausomybės ir perdozavimo riziką. Alternatyvos, nesukeliančios priklausomybės, gali pakeisti skausmo valdymą, o nauji tyrimai, skirti žmogaus baltymui, reguliuojančiam šalčio pojūčius, priartina mokslininkus prie vaistų nuo skausmo, kurie neturi įtakos kūno temperatūrai ir nekelia priklausomybės rizikos, kūrimo.
Tyrimas, paskelbtas m Mokslo pažanga Birželio 21 d., vadovaujamas Arizonos valstijos universiteto Molekulinių mokslų mokyklos ir Biodizaino personalizuotos diagnostikos centro profesoriaus Wade'o Van Horno, atskleidė naujų įžvalgų apie pagrindinį žmogaus šalčio ir mentolio jutiklį TRPM8 (trumpalaikio receptorių potencialo melastatinas 8).
Naudojant metodus iš daugelio sričių, tokių kaip biochemija ir biofizika, jų tyrimas atskleidė, kad tai buvo cheminis jutiklis, kol jis tapo šaltos temperatūros jutikliu.
„Jei galime pradėti suprasti, kaip atskirti cheminį šalčio jutimą nuo tikrojo šalčio jutimo, teoriškai galėtume pagaminti vaistus be šalutinio poveikio“, – sakė Van Hornas, kurio moksliniai tyrimai daugiausia dėmesio skiria membraniniams baltymams, susijusiems su žmonių sveikata ir ligomis.
„Suprasdami TRPM8 evoliucinę istoriją, tikimės prisidėti kuriant geresnius vaistus, kurie palengvintų be pavojingų šalutinių poveikių, susijusių su dabartiniais skausmą malšinančiais vaistais.
Kai žmogus paliečia metalinį stalą ir jam atrodo šalta, žmogaus kūnas suaktyvina TRPM8. Vėžiu sergantiems pacientams, gydomiems tam tikros rūšies chemoterapiniais vaistais, prisilietimas prie stalo gali pakenkti. TRPM8 taip pat dalyvauja daugelyje kitų skausmo tipų, įskaitant lėtinį neuropatinį ir uždegiminį skausmą.
Toliau suprasdami šį cheminio šalčio jutimo ir fizinio šalčio jutimo specifiškumą, mokslininkai gali siekti palengvinimo nesukeldami temperatūros reguliavimo šalutinio poveikio, dažnai pastebėto TRPM8 klinikiniuose skausmo gydymo tyrimuose.
Tyrimo metu komanda naudojo protėvių sekos rekonstrukciją, tam tikrų rūšių baltymų laiko mašiną, sudarė šiandien egzistuojantį TRPM8 šeimos medį ir panaudojo šią informaciją, kad nustatytų, kaip galėjo atrodyti seniai išnykusių gyvūnų baltymai.
Naudodami skaičiavimo metodus protėvių primatų, žinduolių ir stuburinių TRPM8 atgaivinimui, tyrėjai sugebėjo suprasti, kaip TRPM8 pasikeitė per šimtus milijonų metų, lyginant dabartinių baltymų sekas, kad būtų galima numatyti jų senovės protėvių sekas. Be to, laboratorinių eksperimentų ir skaičiavimo tyrimų derinys leidžia tyrėjams nustatyti kritines TRPM8 vietas, kurios leidžia aiškiau suprasti temperatūros jutimą, kurį galima išbandyti vėlesniuose eksperimentuose.
„Lyginamoji protėvių ir žmogaus TRPM8 dinamikos analizė taip pat palaiko eksperimentinius duomenis ir leis mums nustatyti kritines temperatūros jutimo vietas, kurias netrukus išbandysime“, – sakė Banu Ozkanas, ASU Fizikos katedros profesorius, dalyvavęs studijuoti.
Tada komanda išreiškė šiuos protėvių TRPM8 žmogaus ląstelėse ir apibūdino juos naudodama įvairius ląstelių ir elektrofiziologijos metodus.
„Protėvių baltymais pagrįsti tyrimai leidžia mums sutelkti dėmesį į labiausiai dominančią kilmę, pvz., žmogaus TRPM8, kad sumažintume susirūpinimą, kylantį ieškant vaistų dėl skirtingų rūšių, pavyzdžiui, pelių ir žmonių“, – sakė pirmasis tyrimo autorius Dustinas Luu. ASU Molekulinių mokslų mokyklos doktorantūros absolventas ir dabartinis ASU Biodizaino personalizuotos diagnostikos centro podoktorantas.
Luu tęsė: „Mes atradome, kad stebėtinai mentolio jutimas atsirado dar prieš šalčio jutimą. Šių aktyvinimo režimų išvaizdos ir susilpnėjimo skirtumai rodo, kad jie yra atskiri ir gali būti atskirti atliekant tolesnius tyrimus, leidžiančius taikyti naujus skausmo gydymo būdus be neigiamo šalutinio poveikio šilumos jutimui ir terminis reguliavimas, kuris kankino į TRPM8 nukreiptus klinikinius tyrimus.
Mokslui ir toliau atskleidžiant mūsų biologinių mechanizmų paslaptis, tokie tyrimai parodo, kaip evoliucinė biologija ir šiuolaikinė farmakologija gali bendradarbiauti, kad būtų patenkinti neatidėliotini medicininiai poreikiai ir pagerinta lėtinio skausmo kenčiančių žmonių gyvenimo kokybė.