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Controllo remoto per gli studi sul dolore

Il dolore cronico colpisce miliardi di persone in tutto il mondo e i costi socioeconomici che vi sono associati raggiungono circa 300 miliardi di euro ogni anno nella sola Europa. I meccanismi che sono alla base del dolore sono ancora poco noti e i trattamenti sono largamente inefficaci.
Controllo remoto per gli studi sul dolore
Grazie ai progressi scientifici, è ormai possibile manipolare le molecole e le cellule mediante l’uso della luce. Sfruttando il vantaggio dell’elevata precisione spaziale e temporale della luce è possibile affrontare molte importanti questioni biologiche. I ricercatori del progetto P2X IN PAIN (Optochemical control of P2X receptor ion channels: Dissecting their role in pain signalling), finanziato dall’UE, hanno sviluppato e impiegato strumenti optochimici e optogenetici per studiare la segnalazione del dolore. Si sono concentrati sui recettori P2X, collegati al dolore cronico ed espressi nei nocicettori, che agiscono come sensori specializzati del dolore periferico.

Gli scienziati hanno ingegnerizzato i canali ionici del recettore P2X dei mammiferi per consentire la manipolazione reversibile tramite la luce per il controllo ottico. La luce blu viene utilizzata per aprire questi canali ionici regolati dai ligandi, mentre la luce ultravioletta li riporta allo stato originale. Questo metodo non invasivo ha permesso di ottenere un’ottima precisione spazio-temporale per l’attivazione dei recettori nei canali ionici dei recettori P2X2 e P2X3. I ricercatori hanno utilizzato inoltre il canale ionico delle alghe attivato dalla luce canal rodopsina (ChR2).

Risultato estremamente innovativo, il team ha generato una linea di topi knock-in con recettore P2X3 regolato dalla luce utilizzando CRISPR/Cas9 per la modifica del genoma. Questo modello di topo permetterà lo studio in vivo del recettore P2X3 in salute e in malattia, grazie alla manipolazione di questa specifica proteina.

Gli scienziati hanno studiato inoltre l’attivazione dei nocicettori e la risposta comportamentale nei topi con comportamento libero con una scala di millisecondi. ChR2 è riuscito a controllare la segnalazione dei nocicettori nella pelle, fornendo nuove informazioni sull’organizzazione delle risposte comportamentali protettive.

Lo studio P2X IN PAIN è riuscito a fornire la dimostrazione concettuale dell’utilità dell’optogenetica nel controllo remoto dei percorsi nocicettivi periferici con una risoluzione spazio-temporale senza precedenti. I risultati ottenuti saranno presto pubblicati su riviste con revisione tra pari. Questi strumenti e i dati emersi dallo studio si dimostreranno preziosi per sviluppare e testare farmaci destinati alla gestione del dolore cronico.

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Argomenti

Life Sciences

Keywords

Dolore cronico, P2X IN PAIN, optochimico, recettore P2X, nocicettori