חוקרים מאוניברסיטת Tulane, עם צוות של עמיתים משמונה אוניברסיטאות אחרות, גילו מנגנון איתות חדש של תאי עצב שיכול לשנות את ההבנה שלנו לגבי כאב ולהוביל לטיפולים בטוחים ויעילים יותר.
המחקר, בהנחיית מתיו דאלבה, מנהל מכון המוח של Tulane ופרופסור לביולוגיה של תאים ומולקולרית בבית הספר למדעים והנדסה וטד פרייס באוניברסיטת טקסס בדאלאס, מגלה כי נוירונים יכולים לשחרר אנזים מחוץ לתא שמפעיל איתות כאב לאחר פציעה. העבודה, שפורסמה ב מַדָעמציעה תובנה חדשה כיצד תאי מוח מחזקים את הקשרים שלהם במהלך הלמידה והזיכרון.
"ממצא זה משנה את ההבנה הבסיסית שלנו לגבי האופן שבו נוירונים מתקשרים", אמר דאלווה. "גילינו כי אנזים המשוחרר על ידי נוירונים יכול לשנות חלבונים בצד החיצוני של תאים אחרים כדי להפעיל איתות כאב – מבלי להשפיע על תנועה או תחושה רגילה."
חוקרים גילו שתאי עצב מתקשרים מחוץ לתא עם האנזים חולייתיים בודדים קינאז (VLK), אשר יכול לשנות חלבונים במרווח בין נוירונים, ולהשפיע על האופן שבו תאים אלה שולחים אותות.
זוהי אחת ההדגמות הראשונות לכך שזרחון יכול לשלוט באופן שבו תאים מתקשרים בחלל החוץ-תאי. זה פותח דרך חדשה לגמרי של חשיבה על איך להשפיע על התנהגות התא ואפשרית דרך פשוטה יותר לעצב תרופות שפועלות מבחוץ במקום לחדור לתא".
מתיו דאלבה, מנהל, מכון המוח של Tulane
הצוות גילה כי נוירונים פעילים משחררים VLK, אשר לאחר מכן מגביר את תפקוד הקולטן המעורב בכאב, למידה וזיכרון. כאשר המדענים הסירו את VLK מנוירונים שחושי כאב בעכברים, החיות לא הרגישו את הכאב הרגיל לאחר הניתוח, אך עדיין זזו וחשו כרגיל. להוספת VLK נוסף הייתה השפעה הפוכה, הגברת תגובות הכאב.
"המחקר הזה מגיע לליבה של איך פלסטיות סינפטית עובדת – איך מתפתחים קשרים בין נוירונים", אמר פרייס, מנהל המרכז למחקרי כאב מתקדמים, פרופסור למדעי המוח באוניברסיטת טקסס בבית הספר למדעי ההתנהגות והמוח של דאלאס ומחבר שותף למחקר. "יש לזה השלכות רחבות מאוד על מדעי המוח, במיוחד בהבנה כיצד כאב ולמידה חולקים מנגנונים מולקולריים דומים".
דאלווה אמר שהממצאים מצביעים על דרך בטוחה יותר להשפיע על מסלולי כאב על ידי מיקוד לאנזימים כמו VLK במקום חסימה ישירה של קולטני NMDA, שעוזרים לווסת את התקשורת בין תאי עצב אך עלולים לגרום לתופעות לוואי חמורות כאשר הם מופרעים.
הממצא גם מספק את אחת הדוגמאות הראשונות כיצד לשלוט באינטראקציות בין חלבוני פני התא מחוץ לתא, מה שעשוי לפשט את פיתוח התרופה ולהפחית השפעות מחוץ למטרה, מכיוון שהתרופה לא תיכנס לתא, אמר.
השלבים הבאים הם לראות אם זהו מנגנון ספציפי לכמה חלבונים בלבד או חלק מהיבט רחב יותר ובלתי מוערך בביולוגיה, ואם כן, זה יכול לעצב מחדש גישות טיפוליות למחלות נוירולוגיות ואחרות, אמר דאלווה.
המחקר נערך בשיתוף עם Dalva, פרייס ועמיתיו במרכז למדעי הבריאות של אוניברסיטת טקסס בסן אנטוניו, אוניברסיטת טקסס MD Anderson Cancer Center, אוניברסיטת יוסטון, אוניברסיטת פרינסטון, אוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, בית הספר לרפואה גרוסמן של אוניברסיטת ניו יורק ואוניברסיטת תומס ג'פרסון.
"הממצאים שלנו היו אפשריים רק באמצעות סוג זה של שיתוף פעולה", אמר דאלבה. "על ידי שילוב המומחיות של Tulane בביולוגיה סינפטית עם החוזקות של השותפים שלנו, הצלחנו לחשוף מנגנון שיש לו השלכות לא רק על כאב, אלא על למידה וזיכרון על פני מינים".
המחקר נתמך על ידי מענקים מהמכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ, המכון הלאומי לשימוש בסמים והמרכז הלאומי למשאבי מחקר, כולם חלק מהמכונים הלאומיים לבריאות. מחברים ראשונים של המאמר כוללים את ד"ר סרביה קולורו, ד"ר פראווין צ'נדר וד"ר קריסטינה וושבורן, כולן חברות במעבדת דאלווה בטולאן.
