חוקרים מהמרכז להתמכרות ובריאות נפשית (CAMH) והמכון לנוירופיזיולוגיה ב-Uniklinik RWTH Aachen בגרמניה פיענחו את החתימה המולקולרית של מה שנקרא נוציצפטורים ישנים – סוג של תא עצב חושי כאב שבדרך כלל נשאר שקט ואינו מגיב למגע או ללחץ, אך יכול להפוך לפעילות יתר ולגרום לכאב כרוני. הממצאים יפורסמו ביום ד', 4 בפברואר בכתב העת המדעי הנודע תָא.
כעשרה אחוזים מהאוכלוסייה חיים עם כאב נוירופטי (קשור עצבי), הקשור לעיתים קרובות לפעילות חריגה של נוציצפטורים ישנים. במצבי כאב כרוני, נוירונים אלו יכולים להתחיל לירות מעצמם, ולגרום לכאב מתמשך גם כאשר אין טריגר חיצוני. למרות שתכונותיהם התפקודיות ידועות כבר שנים רבות, זהותם המולקולרית נותרה לא ברורה. חוקרים יכלו לזהות נוציצפטורים ישנים על סמך איך הם מתנהגים חשמלית, אבל הם לא ידעו אילו גנים מופעלים בתוך התאים האלה. ללא טביעת אצבע גנטית זו, פיתוח טיפולים ממוקדים נותר מחוץ להישג יד.
צוות מחקר בינלאומי בראשות אוניברסיטה-פרופ. ד"ר אנג'ליקה למפרט (מנהלת המכון לנוירופיזיולוגיה ב-Uniklinik RWTH Aachen, גרמניה) וד"ר Shreejoy Tripathy (מדען בכיר ב-CAMH במרכז קרמביל לנוירואינפורמטיקה ופרופסור חבר באוניברסיטת טורונטו), סגרו כעת את פער הידע המרכזי הזה. על ידי מדידת הן את ההתנהגות החשמלית והן את הפעילות הגנטית של נוירונים בודדים, החוקרים הצליחו לזהות בדיוק אילו גנים מגדירים נוציצפטורים ישנים. כדי להצליח, הצוות היה צריך לתרגם בין ה"שפות" המובהקות של חשמל תאי עצב וגנטיקה. המחבר הראשון של יוניקליניק קלינאי-מדען ד"ר יאניס קורנר תיעד את הפעילות החשמלית של נוירונים בודדים באמצעות Patch-Seq, שיטה חדשנית המשלבת אלקטרופיזיולוגיה עם רצף גנטי של תא בודד. נתונים אלה שולבו לאחר מכן עם ניתוחי ביואינפורמטיקה מקיפים בהובלת המחבר הראשון, דרק הווארד, מומחה לשיטות מחקר CAMH תחת פיקוחו של ד"ר טריפאתי.
שיתוף הפעולה הזה יצר "אבן רוזטה" לחקר כאב – דרך לתרגם בין שתי השפות המדעיות הללו, המקשרת בין ממצאים ממחקר פרה-קליני לביולוגיה של נוציצפטורים ישנים בבני אדם. זה אפשר לצוות להקצות זהות מולקולרית לנוציצפטורים ישנים ולחשוף מטרות ספציפיות לטיפולי כאב עתידיים.
סימני היכר מולקולריים של נוציצפטורים ישנים
ניתוחי הצוות חושפים שנוציצפטורים ישנים מוגדרים על ידי חתימה מולקולרית ספציפית, הכוללת, בין היתר, את הקולטן ל-Oncostatin M (OSMR) ואת הנוירופפטיד סומטוסטטין (SST). המחבר הראשון, ד"ר קורנר, מסביר: "הממצאים מצביעים גם על מטרות סמים נוספות, כולל תעלת היונים Nav1.9, שהתבטאה מאוד בנוסיצפטורים ישנים ותורמת לתכונות החשמליות הייחודיות שלהם". במילים פשוטות, הערוץ הזה עשוי לעזור לשלוט באיזו קלות הופכים פעילים של נוציצפטורים ישנים והכוונה ל-Nav1.9 עשויה לאפשר פיתוח תרופות המשקיעות באופן סלקטיבי את הנוירונים הגורמי כאב הללו".
המחבר הראשון, דרק הווארד, מוסיף: "ניתוחי הביואינפורמטיקה שלנו הצביעו על OSMR כסמן של נוציצפטורים ישנים, אבל זו רק חיזוי עד שמישהו יבדוק את זה. מה שהפך את שיתוף הפעולה הזה למיוחד היה הנכונות של עמיתינו לקחת את התחזית הזו ולאמת אותה". "בסט הניסויים הסופי שלנו בפסיכופיזיקה, הראינו ש-Oncostatin M, המפעיל את OSMR, מווסת באופן ספציפי נוציצפטורים ישנים בעור האדם. זה אישר את התחזיות המולקולריות שלנו ישירות בבני אדם", מסביר המחבר הראשון ד"ר קורנר.
העבודה שלנו מקימה מסגרת מושגית חדשה להבנת הופעת הכאב הנוירופתי ברמה המולקולרית, ובמקביל פותחת נקודות מבט קונקרטיות לפיתוח טיפולים חדשים וממוקדים".
ד"ר אנג'ליקה למפרט, מנהלת המכון לנוירופיזיולוגיה ביוניקליניק RWTH Aachen, גרמניה
צוות בינלאומי רב תחומי
פרופ' למפרט מדגיש את חשיבות שיתוף הפעולה: "עבודה זו מדגימה את כוחו של שיתוף פעולה בין-תחומי ובינלאומי. הצלחת המחקר נשענת על שילוב הדוק של מרכזים מיוחדים: בעוד הניסויים המרכזיים בוצעו באאכן, נעשו מאמצים מכריעים של תא יחיד ומרחבי תעתיק במנהיים ובדאלאס". ד"ר טריפאתי מוסיף: "זו הייתה זכות להיות חלק מצוות מומחים כזה 'כוכבי כוכבים'. הפרויקט הזה הוא עדות למה שניתן להשיג כשאנו משלבים נקודות מבט מדעיות מגוונות כדי לפתור בעיה נפוצה".
צוות המחקר קיבל חיזוק נוסף על ידי תרומות מהקבוצות בראשות חוקרי הכאב הנודעים ברברה נאמר (כיום אוניברסיטת וירצבורג), ג'ורדי סרה (קינגס קולג' בלונדון, בריטניה), מרטין שמלז והנס-יורגן סולינסקי (אוניברסיטת היידלברג, מנהיים), טד פרייס (אוניברסיטת טקסס, דאלאס, ארה"ב), וויליאם רנטל (אוניברסיטת הרווארד, ארה"ב).
