Zdalne sterowanie w badaniach bólu
Postępy naukowe umożliwiły manipulację cząsteczkami i komórkami za pomocą światła. Korzystając z wysokiej precyzji czasowo-przestrzennej światła można rozwiązać wiele ważnych zagadnień biologicznych. Finansowani przez UE naukowcy z projektu P2X IN PAIN (Optochemical control of P2X receptor ion channels: Dissecting their role in pain signalling) stworzyli narzędzia optochemiczne i optogenetyczne oraz wykorzystali je do badań nad sygnalizacją bólu. Skupili się na receptorach P2X, jako że są one powiązane z przewlekłym bólem, a ich ekspresja zachodzi w nocyceptorach, które stanowią wyspecjalizowane obwodowe czujniki bólu. Aby umożliwić odwracalną manipulację światłem i kontrolę optyczną, naukowcy wytworzyli inżynieryjnie kanały jonowe ssaczego receptora P2X. Do otwierania tych kanałów jonowych, zależnych od ligandów, wykorzystywane jest światło niebieskie. Do przywrócenia stanu początkowego używa się światła ultrafioletowego. Ta nieinwazyjna metoda umożliwia doskonałą precyzję czasoprzestrzenną aktywacji kanałów jonowych receptorów P2X2 i P2X3. W badaniu wykorzystano również glonowy, aktywowany światłem kanał jonowy zwany rodopsyną kanałową (ChR2). Dzięki wykorzystaniu CRISPR/Cas9 do edycji genomu, zespól stworzył linię myszy typu knock-in ze względu na aktywowany światłem receptor P2X3. Tak wygenerowany mysi model umożliwi badanie in vivo receptora P2X3 w zdrowiu i chorobie, poprzez manipulację tym specyficznym białkiem. Naukowcy badali w skali milisekundowej aktywację i odpowiedź behawioralną nocyreceptorów u myszy, których zachowanie nie podlegało ograniczeniom. ChR2 skutecznie kontrolowała sygnalizację nocyceptywną w skórze i dostarczyła nowatorskiej wiedzy na temat organizacji ochronnych odpowiedzi behawioralnych. Badanie P2X IN PAIN potwierdziło słuszność przyjętej koncepcji wykorzystania optogenetyki w zdalnym kontrolowaniu obwodowych szlaków nocyceptywnych z bezprecedensową rozdzielczością czasoprzestrzenną. Już niedługo wyniki zostaną opublikowane w recenzowanych czasopismach. Narzędzia te i wyniki badań powinny wspomóc tworzenie i badanie celowanych leków na przewlekły ból.
Słowa kluczowe
Przewlekły ból, P2X IN PAIN, optochemiczny, receptor P2X, nocyreceptory
