Токсин в яде скорпиона поможет разгадать тайну хронической боли

Исследователи из Калифорнийского университета (University of Californiа) в Сан-Франциско и Университета Квинсленда (University of Queensland) обнаружили токсин в яде скорпиона, который нацелен на химически чувствительный белок TRPA1, обнаруженный в нервных клетках. Результаты научной работы опубликованы в журнале Cell.

Введение

Ученые выделили токсин (или пептид) из яда австралийского скорпиона Блэк Рок, который назвали «токсином рецептора васаби» (WaTx). Токсин активирует белок TRPA1, открывая канал, который позволяет ионам натрия и кальция проникать в клетку, что вызывает боль и воспаление.

Поскольку токсин вызывает болевую реакцию через ранее неизвестный механизм, ученые считают, что он может быть использован в качестве инструмента для изучения хронической боли и воспаления и в конечном итоге помочь разработать новые виды неопиоидных болеутоляющих средств.

Материалы и методы исследования

«Когда рецептор встречает потенциально вредное соединение, в частности класс химических веществ, известных как «реактивные электрофилы», которые могут нанести значительный ущерб клеткам, — он активируется, чтобы дать знать, что человек подвергается воздействию чего-то опасного», — сообщил ведущий автор исследования Джон Лин Кинг (John Lin King).

Например, сигаретный дым и загрязнители окружающей среды богаты реактивными электрофилами, которые могут запускать TRPA1 в клетках. Рецептор может также активироваться химическими веществами в едких продуктах, таких как васаби, лук, горчица, имбирь и чеснок. 

Чтобы продемонстрировать это, исследователи вводили горчичное масло, растительный раздражитель либо WaTx в лапы мышей, который, как известно, активирует «рецептор васаби».

Результаты научного исследования

При нанесении горчичного масла у мышей наблюдался отек, а также острая боль, гиперчувствительность к температуре и осязанию — основные признаки хронической боли — и воспаление. Но при воде WaTx у мышей фиксировалась острая боль и гиперчувствительность к боли, но воспаление и отеки не наблюдались.

Растительные и внешние раздражители изменяют химический состав аллостерического соединения, что приводит к быстрому трепетанию канала TRPA1 в открытом и закрытом виде. Это позволяет положительно заряженным ионам натрия и кальция проникать в клетку, вызывая боль.

Напротив, WaTx вклинивается в аллостерическое соединение и поддерживает открытый канал. Это отменяет его предпочтение кальцию. В результате общие уровни ионов достаточно высоки, чтобы вызвать болевую реакцию, но уровни кальция остаются слишком низкими, чтобы вызвать воспаление.

Исследователи полагают, что их результаты помогут лучше понять острую боль, а также связь между хронической болью и воспалением, которые ранее считались экспериментально неразличимыми. Полученные результаты могут даже заложить основу для разработки новых обезболивающих препаратов.

«Открытие этого токсина предоставляет ученым новый инструмент, который можно использовать для изучения молекулярных механизмов боли, в частности, для выборочного исследования процессов, которые приводят к повышенной чувствительности к боли», — резюмировал Лин Кинг.

Авторы другого исследования установили, что хроническая боль изменяет нашу иммунную систему.