כאשר אותות כאב מועברים לאורך מערכת העצבים, חלבונים הנקראים תעלות סידן ממלאים תפקיד מפתח. חוקרים מאוניברסיטת לינקופינג, שבדיה, מצאו כעת את המיקום המדויק של תעלת סידן ספציפית המכווננת את עוצמת אותות הכאב. ניתן להשתמש בידע זה לפיתוח תרופות לכאב כרוני שהן יעילות יותר ובעלות פחות תופעות לוואי.
תחושות כאב ומידע אחר מועברים בעיקר דרך מערכת העצבים שלנו כאותות חשמליים. אולם ברגעים מכריעים, מידע זה מומר לאותות ביוכימיים, בצורה של מולקולות ספציפיות. כדי לפתח תרופות עתידיות נגד כאב, החוקרים חייבים להבין את הפרטים של מה שקורה ברמה המולקולרית כאשר אותות כאב מומרים מצורה אחת לאחרת.
כאשר האות החשמלי מגיע לקצה תא עצב אחד הוא הופך לאות ביוכימי, בצורת סידן. בתורו, עלייה בסידן מעוררת שחרור של מולקולות איתות הנקראות נוירוטרנסמיטורים. האות הביוכימי הזה מתקבל על ידי תא העצב הבא, שממיר את האות בחזרה לחשמל. לאורך שרשרת העברת המידע הזו במערכת העצבים, מחלקה אחת של חלבונים מעניינת במיוחד: תעלות הסידן הרגישות למתח. ערוצים אלה הם כמו מכונות מולקולריות שחשות אותות חשמליים ואז נפתחות כדי לאפשר לסידן לזרום לתוך תא העצב.
במחקר הנוכחי, חוקרים מאוניברסיטת לינקופינג התמקדו בסוג מסוים של תעלת סידן בשם CaV2.2, המעורבת בהעברת אותות כאב. למעשה, ערוצים אלה פעילים יותר במהלך כאב כרוני. הם ממוקמים ספציפית בקצוות של תאי עצב תחושתיים.
תרופות המעכבות את פעילותן מפחיתות את התקשורת של אותות כאב מתאי העצב התחושתיים למוח. קיימות תרופות כאלה, אבל יש מלכוד: לתרופה שחוסמת את CaV2.2 לחלוטין יש תופעות לוואי כל כך חמורות שצריך לתת אותה ישירות לנוזל עמוד השדרה. תרופות שמקטינות את מספר CaV2.2, כמו gabapentin, אינן מפחיתות כאב כרוני ביעילות רבה. סוג נוסף של תרופות המנצלות מנגנון טבעי להפחתת יכולתו של CaV2.2 להגיב לאיתות כאב הן התרופות האופיואידיות, כמו מורפיום והרואין. למרות שהם יעילים מאוד בחסימת כאב, הם גם ממכרים ויכולים לגרום לתלות הרסנית.
"ערוצי סידן הם יעדי תרופות אטרקטיביים מאוד לטיפול בכאב, אבל הפתרונות של היום אינם מתאימים", אומר אנטוניוס פאנטאזיס, פרופסור חבר במחלקה למדעים ביו-רפואיים וקליניים באוניברסיטת לינקופינג, שהוביל את המחקר שפורסם בכתב העת התקדמות המדע.
החוקרים חקרו את המנגנון שבו אופיואידים מפחיתים את פעילות CaV2.2. זה ידוע מזה זמן רב כי אופיואידים משחררים מולקולות הנקראות חלבוני G, אשר נקשרות ישירות לתעלות סידן וגורמות להן "לא ששים" להיפתח. אבל איך זה קורה?
זה כאילו איתות G-protein גורם לערוץ להזדקק ליותר 'שכנוע' – במונחים של אותות חשמליים חזקים יותר – כדי להיפתח. במחקר שלנו אנו מתארים ברמה המולקולרית כיצד זה נעשה".
אנטוניוס פאנטאזיס, פרופסור חבר, המחלקה למדעים ביו-רפואיים וקליניים באוניברסיטת לינקופינג
בתעלת הסידן ישנם ארבעה חיישני מתח כביכול המזהים דחפים עצביים חשמליים. כאשר המתח גבוה מספיק, חיישני המתח נעים וגורמים לתעלה להיפתח, כך שסידן יכול לזרום דרכו. החוקרים השתמשו במולקולות זעירות פולטות אור כדי לזהות כיצד חיישני המתח הללו נעים בתגובה לאותות חשמליים. הם גילו שחלבוני G משפיעים על תפקודם של חיישני מתח ספציפיים, אך לא אחרים, מה שהופך אותם ל"לא ששים" יותר לחוש אותות חשמליים.
"הממצא שלנו מצביע על חלק מאוד ספציפי של תעלת הסידן הגדולה שתרופות הדור הבא יכולות לכוון אליו כדי לספק הקלה בכאב באופן דומה לאופיואידים. במקום לחסום לחלוטין את תעלת הסידן, שהיא שיטה פחות מעודנת, תרופות עתידיות יכולות להיות מתוכנן לכוונון עדין של פעילות תעלות הסידן באיתות כאב", אומר אנטוניוס פאנטאזיס.
יש לקוות שלתרופות עתידיות שנועדו להשפיע על תעלת הסידן CaV2.2 יכולות להיות השפעה טובה יותר לשיכוך כאבים ופחות תופעות לוואי.
המחקר מומן בתמיכת קרן קנוט ואליס ולנברג באמצעות מרכז ולנברג לרפואה מולקולרית באוניברסיטת לינקופינג, קרן המוח השוודית, מועצת המחקר השוודית, המכון הלאומי למדעי הרפואה הכללית ו- Lions Forskningsfond.
