Hronični bol pogađa milione širom sveta, a trenutni tretmani se često oslanjaju na opioide, koji nose rizik od zavisnosti i predoziranja. Alternative koje ne izazivaju zavisnost mogle bi da revolucionišu upravljanje bolom, a novo istraživanje usmereno na ljudski protein koji reguliše hladne senzacije, približava naučnike razvoju lekova protiv bolova koji ne utiču na telesnu temperaturu i ne nose rizik od zavisnosti.
Istraživanje objavljeno u Science Advances 21. juna, koje je vodio Vade Van Horn, profesor na Školi za molekularne nauke i biodizajnski centar za personalizovanu dijagnostiku Univerziteta u Arizoni, otkrilo je nove uvide u glavni ljudski senzor hladnoće i mentola TRPM8 (prelazni receptorski potencijal melastatina 8).
Koristeći tehnike iz mnogih oblasti poput biohemije i biofizike, njihova studija je otkrila da je to bio hemijski senzor pre nego što je postao senzor hladne temperature.
„Ako možemo da počnemo da razumemo kako da odvojimo hemijski osećaj hladnoće od stvarnog hladnog osećanja, u teoriji bismo mogli da napravimo lekove bez nuspojava“, rekao je Van Horn čije se istraživanje fokusira na membranske proteine uključene u ljudsko zdravlje i bolesti.
„Razumevanjem evolucione istorije TRPM8, nadamo se da ćemo doprineti dizajniranju boljih lekova koji nude olakšanje bez opasnih sporednih efekata povezanih sa trenutnim lekovima protiv bolova.“
Kada osoba dodirne metalni sto i oseti hladnoću, ljudsko telo aktivira TRPM8. Za pacijente sa rakom koji su na određenim vrstama hemoterapeutika, dodirivanje stola može da boli. TRPM8 je takođe uključen u mnoge druge vrste bola, uključujući hronični neuropatski i inflamatorni bol.
Daljnjim razumevanjem ove specifičnosti hemijskog osećaja hladnoće u odnosu na fizičko osećanje hladnoće, naučnici mogu ciljati na olakšanje bez izazivanja neželjenih efekata regulacije temperature koji se često vide u TRPM8 kliničkim ispitivanjima za lečenje bola.
U istraživanju, tim je koristio rekonstrukciju sekvence predaka, vremensku mašinu za neke vrste proteina, sastavljajući porodično stablo TRPM8 koje postoji danas, a zatim je koristio te informacije da bi utvrdio kako su mogli izgledati proteini iz davno izumrlih životinja.
Koristeći računarske metode za vaskrsavanje TRPM8 primata, sisara i kičmenjaka, istraživači su uspeli da shvate kako se TRPM8 menjao tokom stotina miliona godina upoređujući sekvence trenutnih proteina da bi predvideli sekvence njihovih drevnih predaka. Pored toga, kombinacija laboratorijskih eksperimenata i računarskih studija omogućava istraživačima da identifikuju kritična mesta u TRPM8 koja omogućavaju jasnije razumevanje senzora temperature, što se može testirati u narednim eksperimentima.
„Uporedna analiza dinamike TRPM8 predaka i ljudi takođe podržava eksperimentalne podatke i omogućiće nam da identifikujemo kritična mesta u senzorima temperature, koje ćemo uskoro testirati“, rekao je Banu Ozkan, profesor na Odseku za fiziku ASU, koji je bio uključen u studija.
Tim je zatim izrazio ove pretke TRPM8 u ljudskim ćelijama i okarakterisao ih koristeći različite ćelijske i elektrofiziološke tehnike.
„Studije zasnovane na proteinima predaka omogućavaju nam da se fokusiramo na lozu od najvećeg interesa, kao što je ljudski TRPM8, kako bismo ublažili zabrinutost koja se javlja u otkrivanju lekova zbog razlika u specijacijama, kao što su kod miševa i ljudi“, rekao je prvi autor studije Dastin Luu, Alumnus doktorskog studija ASU Škole molekularnih nauka i trenutni postdoktorski saradnik u ASU-ovom Biodesign centru za personalizovanu dijagnostiku.
Luu je nastavio: „Otkrili smo da se iznenađujuće sensing mentola pojavio mnogo pre hladnoće. Razlika u izgledu i slabljenju ovih režima aktivacije sugeriše da su oni odvojeni i da se mogu razdvojiti daljim istraživanjem koje omogućava nove terapije bola bez štetnih nuspojava u termičkom sensingu i termička regulacija, koja je mučila klinička ispitivanja ciljana na TRPM8.“
Dok nauka nastavlja da otkriva misterije naših bioloških mehanizama, studije poput ove pokazuju kako evoluciona biologija i moderna farmakologija mogu da sarađuju da bi odgovorile na hitne medicinske potrebe i poboljšale kvalitet života za one koji pate od hroničnog bola.
