Štúdium teplotne citlivých iónových kanálov môže otvoriť cestu k novým liečivám.
Receptor kapsaicínu TRPV1. Zdroj: iStockphoto.com
Teplo alebo chlad? Experti z Fyziologického ústavu AV ČR sa podieľali na výskume vedcov z Univerzity v Lunde a odhalili dva dôležité mechanizmy, ktoré objasňujú, ako presne sa v bunke prenášajú informácie o bolesti alebo teplote. Dvojicu štúdií publikoval odborný časopis Nature Communications.
Iónové kanály zapojené do vnímania bolesti a tepla
Teplotne citlivé iónové kanály (takzvané TRP iónové kanály) sú bunkové molekulárne senzory zapojené v prenose signálov zo zmyslov, z vnímania bolesti a udržiavania stáleho vnútorného prostredia. Poruchy ich funkcie sú príčinou mnohých závažných ľudských ochorení, ako sú chronická bolesť, zápal, rakovina a rôzne kardiovaskulárne, neurologické, respiračné, obličkové a metabolické ochorenia.
Očakávania vkladané do vývoja nových liečiv zameraných na tieto kanály zostávajú zatiaľ nenaplnené. „Iónové kanály TRP môžu byť totiž aktivované mnohými rôznymi podnetmi a ich mechanizmus nie je stále úplne objasnený,“ hovorí Viktória Vlachová z oddelenia Bunkovej neurofyziológie Fyziologického ústavu AV ČR.
Rôzne faktory aktivácie
„Zatiaľ najlepšie preštudovaný TRPV1 receptor je aktivovaný rovnako štipľavým kapsaicínom, ale aj bolestivým teplom nad 42 stupňov Celzia, kyslým prostredím a zápalovými mediátormi, ktoré pôsobia na voľné nervové zakončenia. Len nedávny objav v technikách kryoelektrónovej mikroskopie umožnil presné určenie dôležitých oblastí tohto receptora, v ktorých sa sústreďujú signály vyvolané rôznymi podnetmi a regulujú jeho činnosť,“ dopĺňa vedkyňa.
Medzinárodnému tímu vedcov pod vedením Petra Zygmunta zo švédskej univerzity sa podarilo objasniť dva kľúčové procesy, pomocou ktorých teplotne citlivé kanály TRP realizujú vonkajšie chemické a teplotné podnety na otvorenie kanála. Českí vedci a české vedkyne sa podieľali na výskume kritických oblastí TRP receptorov pomocou elektrofyziologických metód, ktoré umožňujú testovanie ich reakcie na chlad a teplo v kombinácii s pôsobením chemických látok.
Vedci odhalili konkrétne miesto, kde a ako sa v bunkách viaže delta-9‑tetrahydrocannabiorcol (prírodný rastlinný kanabinoid bez psychotropných účinkov), ktorý pomáha pri aktivácii jedného z kanálov (TRPV2) zameraného na prenos bolestivých podnetov – kanabinoid tento prenos zásadne ovplyvňuje.
Receptory, ktoré si pomáhajú
Okrem iného identifikovali aj dve samostatné špecifické oblasti, ktoré prepožičiavajú inému receptoru ďalšieho druhu z iónových kanálov (TRPA1) citlivosť na teplotu vyššiu ako 35 stupňov Celzia a na chlad nižší ako 15 stupňov Celzia. Štúdia navyše preukázala, že teplotná citlivosť tohto receptora rozhodujúcim spôsobom závisí od obsahu kyslíka v bunkovom prostredí, čo potvrdzuje úlohu TRPA1 ako fyziologicky významného bunkového senzora.
„Dosiahnuté výsledky významne prispievajú k pochopeniu všeobecných molekulárnych mechanizmov chemickej a teplotnej aktivácie kanálov rodiny TRP a nájdu svoje využitie aj pri hľadaní možných liečiv, ktoré by ich regulovali,“ zdôrazňuje význam oboch štúdií Viktória Vlachová.
Zdroj: TS AV ČR
(JM)
