Site icon Medkurs.ru

Может ли опасный токсин микробов сибирской язвы утолить боль?

Общая концепция сибирской язвы

Исследование показывает, что токсин микроба сибирской язвы влияет на боль у мышей.

У сибирской язвы устрашающая репутация. Бактерия сибирской язвы, широко известная как вызывающая серьезные легочные инфекции у людей и неприглядные, хотя и безболезненные, поражения кожи у домашнего скота и людей, даже использовалась в качестве оружия террора.

Результаты нового исследования показывают, что этот ужасный микроб также обладает неожиданным полезным потенциалом — один из его токсинов может заглушить несколько типов боли у животных.

Исследование показывает, что этот специфический токсин сибирской язвы воздействует на изменение передачи сигналов в нейронах, чувствительных к боли, и при целенаправленной доставке в нейроны центральной и периферической нервной системы может помочь животным, терпящим бедствие.

Работа, проведенная исследователями Гарвардской медицинской школы в сотрудничестве с промышленными учеными и исследователями из других учреждений, опубликована 20 декабря в журнале Nature Neuroscience.

Кроме того, команда объединила части токсина сибирской язвы с различными типами молекулярного груза и доставила его в чувствительные к боли нейроны. Этот метод можно использовать для разработки новых высокоточных обезболивающих, которые действуют на болевые рецепторы, но без широко распространенных системных эффектов существующих обезболивающих, таких как опиоиды.

«Эта молекулярная платформа с использованием бактериального токсина для доставки веществ в нейроны и модуляции их функции представляет собой новый способ нацеливания на нейроны, опосредующие боль», — сказал старший научный сотрудник исследования Исаак Чиу, доцент иммунологии Института Блаватника при Гарвардской медицинской школе.

По словам исследователей, потребность в расширении текущего терапевтического арсенала для обезболивания остается острой. Опиоиды остаются наиболее эффективным обезболивающим, но у них есть опасные побочные эффекты — в первую очередь их способность перестраивать систему вознаграждения мозга, что вызывает у них сильную зависимость, и их склонность к подавлению дыхания, что может быть фатальным.

«По-прежнему существует большая клиническая потребность в разработке неопиоидных обезболивающих, которые не вызывают привыкания, но эффективно подавляют боль», — сказала первый автор исследования Николь Янг, научный сотрудник HMS по иммунологии в лаборатории Чиу. «Наши эксперименты показывают, что одна стратегия, по крайней мере экспериментально, может заключаться в целенаправленном воздействии на нейроны боли с использованием этого бактериального токсина».

Однако исследователи предупреждают, что на данный момент этот подход остается чисто экспериментальным и все еще нуждается в тестировании и дальнейшей доработке в дополнительных исследованиях на животных и, в конечном итоге, на людях.

Подготовлено для подключения

Исследователи лаборатории Чиу давно интересовались взаимодействием микробов с нервной и иммунной системами. Прошлая работа под руководством Чиу продемонстрировала, что другие болезнетворные бактерии также могут взаимодействовать с нейронами и изменять свои сигналы, усиливая боль. Тем не менее, лишь несколько исследований пока изучали, могут ли определенные микробы минимизировать или блокировать боль. Это то, что намеревались сделать Чиу и Ян.

В текущем исследовании они начали с попытки определить, чем нейроны, чувствительные к боли, могут отличаться от других нейронов человеческого тела. Для этого они сначала обратились к данным об экспрессии генов. Одна из вещей, которая привлекла их внимание: у болевых волокон есть рецепторы для токсинов сибирской язвы, тогда как у других типов нейронов их нет. Другими словами, волокна боли были структурно подготовлены к взаимодействию с бактерией сибирской язвы. Они задавались вопросом, почему.

Недавно опубликованное исследование проливает свет на этот вопрос:

Использование причуд микробной эволюции для новых методов лечения

В серии экспериментов исследователи обнаружили, что токсин сибирской язвы изменяет передачу сигналов в нервных клетках человека в чашках, а также у живых животных.

Введение токсина в нижние отделы позвоночника мышей оказывало сильное болеутоляющее действие, не позволяя животным ощущать воздействие высоких температур и механических раздражителей. Важно отметить, что другие жизненно важные показатели животных, такие как частота сердечных сокращений, температура тела и координация движений, не были затронуты — наблюдение, которое подчеркивает, что этот метод был очень избирательным и точным в воздействии на болевые волокна и блокировании боли без общих системных эффектов.

Кроме того, введение мышам токсина сибирской язвы облегчило симптомы двух других типов боли: боли, вызванной воспалением, и боли, вызванной повреждением нервных клеток, часто наблюдаемой после травматических повреждений и некоторых вирусных инфекций, таких как опоясывающий герпес, опоясывающий лишай или опоясывающий лишай. как осложнение диабета и лечения рака.

Кроме того, исследователи заметили, что по мере уменьшения боли обработанные нервные клетки оставались физиологически неповрежденными — это открытие указывает на то, что эффекты блокирования боли были вызваны не повреждением нервных клеток, а скорее происходили из-за измененной передачи сигналов внутри них.

На последнем этапе команда разработала транспортное средство из белков сибирской язвы и использовала его для доставки других болеутоляющих веществ в нервные клетки. Одним из этих веществ был ботулотоксин, еще одна потенциально смертельная бактерия, известная своей способностью изменять нервную сигнализацию. Такой подход также блокировал боль у мышей. Эксперименты демонстрируют, что это может быть новая система доставки для устранения боли.

«Мы взяли части токсина сибирской язвы и слили их с грузом белка, который мы хотели доставить», — сказал Ян. «В будущем можно будет думать о различных видах белков для целенаправленного лечения».

Ученые предупреждают, что по мере продвижения работы необходимо внимательно следить за безопасностью лечения токсинами, особенно с учетом того, что белок сибирской язвы был причастен к нарушению целостности гематоэнцефалического барьера во время инфекции.

Новые открытия поднимают еще один интересный вопрос: с точки зрения эволюции, почему микроб заглушает боль?

Соответствующие раскрытия:

SML, SP, SM, JM, VT и KAF являются сотрудниками Ipsen. Чиу получил спонсорскую исследовательскую поддержку от Ipsen, GSK и Allergan и является членом научных консультативных советов GSK и Kintai Therapeutics. Эта работа связана с патентными заявками PCT / US16 / 49099 и PCT / US16 / 49106, «Композиции и методы лечения боли», соавторами которых являются RJC, IMC, BLP, KAF, SP и SML. ОБ является соучредителем и акционером LIFE & BRAIN GmbH.

Exit mobile version