Протеасомы в клетках мозга играют ключевую роль в восприятии боли

В каждой клетке комплекс под названием протеасома действует как центр переработки, расщепляя ненужные белки. Однако недавние открытия, сделанные специалистами Johns Hopkins Medicine, свидетельствуют о том, что протеасомы - это не просто хранители клеток, но и важнейшие коммуникаторы в нервной системе.

Протеасомы в нейронах

Соавтор исследования доктор Сет С. Марголис - доцент кафедры биологической химии Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса.

Сенсорная информация, от изменений температуры до прикосновений и потенциальных раздражителей, постоянно бомбардирует клетки кожи. Протеасомы в этих клетках могут влиять на то, как эта информация обрабатывается и передается в нервную систему.

Это очень важно, поскольку открывает двери для совершенно новых направлений исследований боли, зуда и других сенсорных ощущений. Если мы сможем понять, как протеасомы участвуют в этом процессе коммуникации, мы сможем разработать терапию, направленную на эти клеточные механизмы, чтобы облегчить боль или контролировать зуд.

Отключение протеасом у мышей

Чтобы понять потенциальную роль протеасом в нервах, расположенных вблизи кожи, ученые провели тщательно разработанный эксперимент. Их подход заключался во временном отключении функции протеасом у мышей.

Эксперты использовали специализированный препарат биотин-эпоксомицин, который, как известно, не позволяет протеасомам выполнять свою обычную "очистительную" работу. После того как протеасомы были заблокированы, исследователи провели серию хорошо известных сенсорных тестов на мышах.

Результаты оказались поразительными. У мышей, получавших препарат, блокирующий протеасомы, наблюдалась значительная задержка в реакции на сенсорные стимулы. В среднем их реакции были на 25-50 процентов медленнее, чем принято считать в норме.

Это убедительное наблюдение не было простой случайностью. Оно наводит на мысль о более глубокой роли протеасом. Протеасомы играют важнейшую роль в поддержании клеток, а также оказывают решающее влияние на то, как нервы, расположенные вблизи кожи, обрабатывают информацию об окружающей среде.

Это прорывное открытие может открыть путь к совершенно новым подходам к пониманию и лечению боли, зуда и других ощущений.

Потенциальный ключ к облегчению зуда

Следующий шаг был еще более захватывающим. Исследователи обнаружили, что протеасомы, похоже, находятся вокруг определенной группы нейронов, связанных с ощущением зуда. (Вы когда-нибудь задумывались, почему у вас иногда возникает неконтролируемое желание почесаться?) Эти нейроны, связанные с зудом, запускаются гистамином - химическим веществом, которое ваша иммунная система выделяет в ответ на аллергены.

Ученые подвергли нейроны зуда в чашке Петри воздействию препарата, блокирующего протеасому. Интересно, что это воздействие изменило активность соседних нейронов. Эти изменения происходили даже в нейронах, которые не распознавали зуд.

"Блокирование протеасом, по-видимому, оказывает модулирующее активность воздействие на все клетки, несмотря на то, что они экспрессируются в определенной субпопуляции, что позволяет предположить, что протеасомы способствуют своего рода перекрестному общению между этими клетками", - пояснил доктор Марголис.

Протеасомы и целенаправленное лечение

Наиболее интересный аспект этого открытия заключается в том, что оно может произвести революцию в лечении сенсорных заболеваний. Существующие препараты, известные как ингибиторы протеасомы, уже используются в борьбе с некоторыми видами рака.

Это прорывное открытие открывает новые захватывающие возможности: можем ли мы использовать подобные препараты для непосредственного воздействия на первопричину зуда, боли и других сенсорных ощущений?

Поняв, как точно манипулировать этими клеточными мессенджерами, ученые, возможно, смогут разработать методы лечения, которые принесут облегчение так, как не могут сделать нынешние лекарства. Это может стать переломным моментом, особенно для тех, кто страдает от хронической боли или изнурительного зуда.

Вместо того чтобы просто маскировать симптомы, эти новые методы лечения могут предложить решение, направленное на основные коммуникационные процессы в нашей нервной системе.

Значение исследования

Это открытие служит мощным напоминанием о поразительной сложности, вплетенной в саму ткань нашего существования. Даже в пределах одной клетки - структуры настолько крошечной, что ее невозможно увидеть невооруженным глазом, - существуют системы, которые оказывают глубокое влияние на нашу повседневную жизнь.

Протеасома, которую раньше считали простым компонентом клеточного хозяйства, оказывается потенциальным ключевым игроком в том, как мы воспринимаем окружающую среду и взаимодействуем с ней.

Это подчеркивает глубокую взаимосвязь биологических систем. Кажущиеся незначительными компоненты могут содержать секреты, позволяющие глубже понять наше тело, наши чувства и, в конечном счете, наше место в жизни.