Nova študija kaže, da lahko toksin iz mikroba, ki povzroča antraks, utiša več vrst bolečine pri laboratorijskih miših. Raziskovalci so ugotovili, da toksin cilja na celice, občutljive na bolečino, da spremeni signalizacijo in blokira bolečino.
Na podlagi tega odkritja so ustvarili nosilec beljakovine antraksa za zagotavljanje različnih vrst zdravljenja bolečinskih receptorjev in modulacijo delovanja živčnih celic. Ugotovitve lahko znanstvenike vodijo k oblikovanju terapij, ki selektivno ciljajo na bolečinsko občutljiva vlakna brez razširjenih sistemskih učinkov opioidov in drugih zdravil za lajšanje bolečin.
Delo, ki so ga vodili raziskovalci Harvard Medical School v sodelovanju z industrijskimi znanstveniki in raziskovalci iz drugih ustanov, je bilo objavljeno v reviji Nature Neuroscience.
Poleg tega je ekipa združila dele toksina antraksa z različnimi vrstami molekularnega tovora in ga dostavila nevronom, občutljivim na bolečino.
Še vedno obstaja velika klinična potreba po razvoju neopioidnih terapij proti bolečinam, ki ne povzročajo zasvojenosti, a jih učinkovito ublažijo,« je povedala prva avtorica študije Nicole Yang, raziskovalka na področju imunologije v laboratoriju Chiu.
Raziskovalci opozarjajo, da je ta pristop še vedno na eksperimentalni ravni. Še vedno ga je treba preizkusiti in dodatno prilagoditi v več študijah na živalih in pozneje pri ljudeh. Raziskovalce v laboratoriju Chiu že dolgo zanima interakcija med mikrobi, živčnim sistemom in imunskim sistemom.
Eden od poskusov, ki jih je vodil Chiu, je pokazal, da lahko tudi druge bakterije, ki povzročajo bolezni, sodelujejo z nevroni in spremenijo njihove signale, vendar v smeri povečanja bolečine. Do zdaj je le malo študij raziskalo, ali lahko nekateri mikrobi zmanjšajo ali blokirajo bolečino.
Trenutni poskus se je začel s poskusi ugotovitve, kako je mogoče nevrone, občutljive na bolečino, razlikovati od drugih v človeškem telesu. Da bi to naredili, so raziskovalci izvedli študijo podatkov o izražanju genov.
Ena od stvari, ki je pritegnila njihovo pozornost, je bila, da imajo vlakna za bolečino receptorje za toksine antraksa, medtem ko jih druge vrste nevronov nimajo. Z drugimi besedami, bolečinska vlakna so strukturno pripravljena za interakcijo z bakterijo antraksa. Nove raziskave osvetljujejo to vprašanje.
Ugotovitve kažejo, da do utišanja bolečine pride, ko se senzorični nevroni hrbteničnih koreninskih ganglijev, živcev, ki prenašajo signale bolečine v hrbtenjačo, vežejo na dva specifična proteina, ki jih proizvaja sama bakterija antraksa.
Injiciranje toksina v spodnji del hrbtenice miši je povzročilo močne učinke za blokiranje bolečin, ki so živalim preprečile zaznavanje visokih temperatur in mehanskih dražljajev. Pomembno je, da njihovi drugi vitalni znaki, kot so srčni utrip, telesna temperatura in motorična koordinacija, niso bili prizadeti. Ta ugotovitev kaže, da je ta tehnika zelo selektivna in natančna pri ciljanju in blokiranju bolečinskih vlaken, brez razširjenih sistemskih učinkov.
Poleg tega je vbrizgavanje antraksnega toksina miši ublažilo simptome bolečine, ki jih povzročajo vnetja in poškodbe živčnih celic – pogosto opažene kot posledica travmatičnih poškodb in nekaterih virusnih okužb, kot je herpes zoster ali zaplet sladkorne bolezni in zdravljenje rak
Poleg tega so raziskovalci opazili, da so ob zmanjšanju bolečine zdravljene živčne celice ostale fiziološko nedotaknjene. Ti rezultati so jasno pokazali, da učinki blokiranja bolečine niso bili posledica poškodbe živčnih celic, temveč posledica spremenjenega signaliziranja v njih.
V zadnjem koraku študije je ekipa izdelala "vozilo" iz beljakovin antraksa in ga uporabila za dostavo drugih snovi, ki blokirajo bolečino, do živčnih celic. Ena od teh snovi je botulinski toksin, še ena potencialno smrtonosna bakterija, znana po svoji sposobnosti spreminjanja živčnih signalov. Ta pristop se je izkazal za uspešnega tudi pri blokiranju bolečine pri miših.
»Vzeli smo dele toksina antraksa in jih zlili z beljakovinsko koristno obremenitvijo, ki smo jo želeli dostaviti. V prihodnosti si lahko zamislimo različne vrste beljakovin za zagotavljanje ciljno usmerjenega zdravljenja,« pravi Yang.
Znanstveniki opozarjajo, da je treba med napredovanjem dela skrbno spremljati varnost zdravljenja s toksini. Opozoriti je treba, da je protein antraksa povezan z motnjami celovitosti krvno-možganske pregrade med okužbo.
Nove ugotovitve odpirajo še eno zanimivo vprašanje z evolucijske ravni, in sicer – zakaj bi mikrob utišal bolečino?
Chiu meni, da je ena od možnih razlag ta, da so mikrobi razvili načine za interakcijo s svojim gostiteljem, da bi olajšali lastno širjenje in preživetje.
