SciTechDaily

ניקולס

גילוי מצמרר: גילוי חלבון עתיק יומין יכול להגדיר מחדש כיצד אנו מטפלים בכאב

מחקר חדש באוניברסיטת אריזונה סטייט בוחן את האבולוציה והתפקוד של החלבון TRPM8, במטרה לפתח תרופות כאב לא ממכרות הנמנעות מתופעות לוואי של ויסות טמפרטורה, שעלולות לחולל מהפכה בטיפול בכאב כרוני.

זיהוי מנטול קדם לתחושת הקור, מה שמצביע על מנגנוני הפעלה נפרדים שניתן להבחין בהם. בידול זה פותח אפשרויות לטיפולי כאב חדשים הנמנעים מתופעות לוואי תרמיות לא רצויות.

מיליוני אנשים ברחבי העולם סובלים מכאב כרוני, וטיפולים קיימים רבים תלויים באופיואידים, שיש להם סיכוני התמכרות משמעותיים ומינון יתר. פיתוח אפשרויות לשיכוך כאבים שאינן ממכרות עשויות לשנות את אופן הטיפול בכאב. מחקר עדכני המתמקד בחלבון אנושי השולט בתחושות קור סולל את הדרך לתרופות חדשות לכאב. תרופות חדשניות אלו שואפות לטפל בכאב מבלי לשנות את טמפרטורת הגוף או להוות סיכוני התמכרות.

מחקר חדש שפורסם ב התקדמות המדע ב-21 ביוני, בראשותו של ווייד ואן הורן, פרופסור בבית הספר למדעי המולקולריות של אוניברסיטת אריזונה סטייט ובמרכז הביו-עיצוב לאבחון מותאם אישית, חשפו תובנות חדשות לגבי חיישן הקור והמנטול העיקרי של האדם TRPM8 (מלסטטין 8 של קולטן חולף). תוך שימוש בטכניקות מתחומים רבים כמו ביוכימיה וביופיזיקה, המחקר שלהם גילה שזה היה חיישן כימי לפני שהפך לחיישן טמפרטורה קרה.

TRPM8 אבולוציה גרפיקה

הצוות השתמש בשחזור רצף אבות כדי לחקור חלבוני TRPM8 עתיקים, מה שסיפק דרכים חדשות לשיכוך כאבים ללא השפעות שליליות שנראו בטיפולים קודמים ממוקדי TRPM8. מחקר זה מדגים כיצד ביולוגיה אבולוציונית ופרמקולוגיה מודרנית יכולים לשתף פעולה כדי לשפר את ניהול הכאב הכרוני. קרדיט: ASU/ ווייד ואן הורן

"אם נוכל להתחיל להבין כיצד ניתן לנתק את החישה הכימית של קור מחישת קור בפועל, בתיאוריה, נוכל לייצר תרופות ללא תופעות לוואי", אמר ואן הורן שמחקרו מתמקד בחלבוני ממברנה המעורבים בבריאות האדם ובמחלות. "על ידי הבנת ההיסטוריה האבולוציונית של TRPM8, אנו מקווים לתרום לעיצוב תרופות טובות יותר המציעות הקלה ללא תופעות הלוואי המסוכנות הקשורות למשככי כאבים עכשוויים."

התפקיד של TRPM8 בכאב

כאשר אדם נוגע בשולחן מתכת והוא מרגיש קר, גוף האדם מפעיל את TRPM8. לחולי סרטן המטופלים בסוגים מסוימים של כימותרפיה, נגיעה בשולחן יכולה להזיק. TRPM8 מעורב גם בסוגים רבים אחרים של כאב, כולל כאב נוירופתי ודלקתי כרוני.

על ידי הבנה נוספת של הספציפיות הזו של חישה כימית של קור לעומת חישה פיזית של קור, מדענים יכולים למקד הקלה מבלי להפעיל את תופעות הלוואי של ויסות הטמפרטורה הנראות לעתים קרובות בניסויים קליניים של TRPM8 לטיפול בכאב.

במחקר, הצוות השתמש בשחזור רצף אבות, מכונת זמן לחלבונים למיניהם, הרכיב את אילן היוחסין של TRPM8 הקיים היום ולאחר מכן השתמש במידע הזה כדי לקבוע איך החלבונים מבעלי חיים שנכחדו זה מכבר היו נראים.

צוות המחקר של ווייד ואן הורן

מחקר שפורסם ב-Science Advances ב-21 ביוני, בראשותו של ווייד ואן הורן, פרופסור בבית הספר למדעים מולקולריים של אוניברסיטת אריזונה סטייט ומרכז ביו-עיצוב לאבחון אישי (במרכז) חשף תובנות חדשות לגבי חיישן הקור והמנטול העיקרי של האדם TRPM8 (פוטנציאל קולטן חולף) מלסטטין 8). קרדיט: ASU/David Rozul

באמצעות שיטות חישוביות כדי להחיות את TRPM8 הפרימטים הקדומים, היונקים והחולייתנים, החוקרים הצליחו להבין כיצד TRPM8 השתנה במשך מאות מיליוני שנים על ידי השוואת רצפי החלבונים הנוכחיים כדי לחזות את הרצפים של אבותיהם הקדמונים. בנוסף, השילוב של ניסויי מעבדה ומחקרים חישוביים מאפשרים לחוקרים לזהות מקומות קריטיים ב-TRPM8 המאפשרים הבנה ברורה יותר של חישת טמפרטורה, אותה ניתן לבדוק בניסויים הבאים.

"ניתוח דינמיקה השוואתי של TRPM8 אבותי ואנושי תומך גם בנתוני הניסוי ויאפשר לנו לזהות אתרים קריטיים בחיישת טמפרטורה, אותם נבדוק בקרוב", אמר באנו אוזקאן, פרופסור במחלקה לפיזיקה של ASU, שהיה מעורב במחקר. לימוד.

התקדמות במחקרי חלבון אבות

לאחר מכן, הצוות ביטא את ה-TRPM8s האבותיים הללו בתאים אנושיים ואיפיין אותם באמצעות טכניקות תאיות ואלקטרופיזיולוגיה שונות.

ערוץ יונים

תעלת יונים בממברנת התא, איור תלת מימד.

"מחקרים מבוססי חלבון קדמונים מאפשרים לנו להתמקד בשושלת המעניינים ביותר, כגון TRPM8 אנושי, כדי להקל על החששות הנובעים בגילוי תרופות מהבדלים בסוגים שונים, כמו בעכברים ובני אדם", אמר המחבר הראשון של המחקר דסטין לו, בוגר דוקטורט של בית הספר למדעי המולקולריה של ASU, ועמית פוסט-דוקטורט נוכחי במרכז הביו-עיצוב לאבחון אישי של ASU.

לו המשיך: "גילינו שבאופן מפתיע חישת מנטול הופיעה הרבה לפני חישת קור. ההבדל במראה וההפחתה של מצבי ההפעלה הללו מצביעים על כך שהם נפרדים וניתן לפרק אותם עם מחקר נוסף המאפשר טיפולי כאב חדשים ללא תופעת הלוואי השלילית בחישה תרמית וויסות תרמי, אשר הטרידה ניסויים קליניים ממוקדי TRPM8.

כשהמדע ממשיך לחשוף את המסתורין של המנגנונים הביולוגיים שלנו, מחקרים כמו זה מדגימים כיצד ביולוגיה אבולוציונית ופרמקולוגיה מודרנית יכולים לשתף פעולה כדי לתת מענה לצרכים רפואיים דחופים ולשפר את איכות החיים של אלו הסובלים מכאב כרוני.

ניקולס