Vědci objevili, jak přesně se v buňce přenáší informace způsobující bolest

Dvojici studií publikoval odborný časopis Nature Communications. Teplotně citlivé iontové kanály (takzvané TRP iontové kanály) jsou buněčnými molekulárními senzory zapojenými v přenosu smyslových signálů, vnímání bolesti a udržování stálého vnitřního prostředí.

Poruchy jejich funkce jsou příčinou mnoha závažných lidských onemocnění, jako jsou chronická bolest, zánět, rakovina a různá kardiovaskulární, neurologická, respirační, ledvinová a metabolická onemocnění. 

Očekávání vkládaná do vývoje nových léčiv zaměřených na tyto kanály ale zatím zůstávají nenaplněná. „Iontové kanály TRP totiž mohou být deaktivovány mnoha různými podněty a tento mechanismus stále není zcela objasněn,“ říká Viktorie Vlachová z oddělení Buněčné neurofyziologie Fyziologického ústavu AV ČR.

Související

Lukáš Bauer

Vědci vyvinuli unikátní novinku. Inhalační lék…

Martin Pokorný

Čeští molekulární biologové vyluštili záhadný…

„Například zatím nejlépe prostudovaný TRPV1 receptor je aktivován pálivou substancí kapsaicinem, ale také bolestivým teplem nad 42 °C, zánětlivými mediátory a kyselým prostředím, které působí na volná nervová zakončení. Teprve nedávný průlom v technikách kryoelektronové mikroskopie umožnil přesné určení důležitých oblastí tohoto receptoru, kde se soustřeďují signály vyvolané různými podněty a regulují jeho činnost,“ doplňuje vědkyně.

Dva klíčové procesy, jimiž teplotně citlivé kanály TRP převádějí vnější chemické a teplotní podněty na otevření póru kanálu, se nyní podařilo objasnit mezinárodnímu týmu vědců vedených Peterem M. Zygmundem ze švédské Univerzity v Lundu. Čeští vědci a vědkyně se podíleli na výzkumu kritických oblastí TRP receptorů pomocí elektrofyziologických metod, které umožňují testovat jejich reakci na chlad a teplo v kombinaci s působením chemických látek.

Vědci odhalili konkrétní místo, kde a jak se v buňkách váže tetrahydrocannabiorcol (přírodní rostlinný kanabinoid bez psychotropních účinků), který zde napomáhá aktivaci jednoho z kanálů (TRPV2), jenž přenáší bolestivé podněty – kanabinoid tento přenos zásadně ovlivňuje.

Druhý posun ve výzkumu představuje identifikace dvou samostatných specifických oblastí, které propůjčují jinému receptoru dalšího druhu z iontových kanálů (TRPA1) citlivost na teplo vyšší než 35 °C a na chlad nižší než 15 °C. Studie navíc prokázala, že teplotní citlivost tohoto receptoru rozhodujícím způsobem závisí na obsahu kyslíku v buněčném prostředí, což potvrzuje úlohu TRPA1 jako fyziologicky významného buněčného senzoru.

„Dosažené výsledky významně přispívají k pochopení obecných molekulárních mechanismů chemické a teplotní aktivace kanálů rodiny TRP a naleznou využití při hledání možných přístupů k jejich regulaci pomocí léčiv,“ zdůrazňuje význam obou studií Viktorie Vlachová.

Zdroj: Nature Communications, Fyziologický ústav AV ČR