Ученые раскрыли роль белка в поддержании хронической боли

Исследователи из Бостонского университета обнаружили механизм, способствующий поддержанию повышенной болевой чувствительности после повреждения нервов. В экспериментах на мышах было установлено, что снижение активности белка RGS4 в чувствительных нейронах способствовало восстановлению от патологической чувствительности. Ученые надеются, что изучение этого механизма поможет разработать методы воздействия на процессы, приводящие к длительной боли. Об этом пишет сайт Известия.

Острая боль обычно сигнализирует о повреждении или воспалении и уменьшается по мере устранения причины. Однако иногда она сохраняется дольше, чем ожидалось. Хронической считается боль, продолжающаяся более трех месяцев или дольше времени, необходимого для заживления.

Причины хронической боли могут быть различными. Она может возникать при продолжающемся заболевании, быть связанной с повреждением нерва или изменениями в обработке сигналов нервной системой. Таким образом, под термином «хроническая» скрываются разные механизмы.

В исследовании Бостонского университета описан один из таких механизмов. Поврежденный периферический нерв может продолжать отправлять сигналы боли, что приводит к изменению работы цепей в спинном и головном мозге, которые начинают реагировать более активно.

Нервная система становится похожа на сигнализацию с избыточной чувствительностью, и для выраженной реакции ей не требуется получать столь же сильные воздействия, как раньше. Исследователи пытаются выяснить, какие молекулярные изменения поддерживают это состояние и возможно ли на них повлиять.

Авторы исследования сосредоточились на поясничных спинномозговых узлах, также известных как ганглии задних корешков. Эти скопления тел чувствительных нейронов находятся за пределами спинного мозга и передают информацию от тканей организма в центральную нервную систему.

Работа важна для понимания хронической боли, поскольку процессы, поддерживающие патологическую чувствительность, могут происходить на уровне периферических нейронов.

В центре исследования оказался белок RGS4, который регулирует передачу внутриклеточных сигналов и влияет на сигнальные пути, связанные с G-белками и соответствующими рецепторами. Через эти взаимодействия клетка меняет свою реакцию на поступающие сигналы.

«Наши результаты позволяют предположить, что одна из причин перехода боли в хроническую форму заключается в молекулярных изменениях самих чувствительных нервных клеток, которые сохраняют их необычно высокую чувствительность», — пояснила профессор Венетия Захариу.

Ученые использовали несколько групп мышей, у которых могли удалять RGS4, снижать его уровень в определенных нейронах или увеличивать. Они исследовали модели повреждения периферических нервов, послеоперационной и воспалительной боли, а также поражения нервов, вызванного химиотерапией. Это позволило изучить роль белка в различных условиях.

Снижение активности RGS4 помогало животным восстановиться от повышенной болевой чувствительности. Обратное вмешательство увеличивало уровень белка и усиливало чувствительность даже у животных без исходного повреждения.

Такой подход важен для оценки роли RGS4. Исследователи не только обнаружили его присутствие при хронической боли, но и изменили работу белка, наблюдая, как это отражается на реакции животных.

В аннотации статьи также упоминается, что удаление RGS4 в определенной группе чувствительных C-волокон ослабляло патологическую чувствительность, не изменяя острых реакций на потенциально повреждающее воздействие.

Это указывает на различия в механизмах этих состояний.

Для уточнения механизма ученые изучили изменения активности генов в поясничных спинномозговых узлах. Используя секвенирование РНК отдельных клеточных ядер, они смогли сравнить молекулярное состояние различных групп клеток.

У мышей без RGS4, которые восстановились от повышенной чувствительности к механическому воздействию, были обнаружены изменения в отдельных клеточных группах. Среди затронутых генов оказался Gabbr2, связанный с рецептором GABA-B, который участвует в подавлении возбуждения нейронов. Авторы установили, что RGS4 взаимодействует с сигнальной системой, в которой также участвует другой белок — GINIP. Нарушение баланса между ними может способствовать сохранению хронической повышенной чувствительности.

Таким образом, важно не только то, какие сигналы получает клетка, но и как внутри нее регулируется возбуждение. Если эта регуляция меняется, чувствительный нейрон может продолжать поддерживать патологическую реакцию.

Исследователей интересует возможность воздействия на выявленный механизм в чувствительных нервных клетках за пределами головного и спинного мозга. Такой подход может сделать вмешательство более целенаправленным и ограничить влияние на другие отделы нервной системы.

Тем не менее, периферическая мишень сама по себе не гарантирует отсутствие побочных эффектов. Будущие исследования должны установить, насколько избирательно можно изменять работу RGS4 и какие последствия это может вызвать в организме.

Основная идея заключается в воздействии на процессы, поддерживающие патологическую чувствительность. Если удастся изменить эти процессы, это может помочь достичь более устойчивого восстановления, а не просто ослабить симптомы на время действия препарата.

По словам Захариу, ключевые участники выявленного сигнального механизма присутствуют и в человеческой нервной ткани, что открывает возможности для дальнейших исследований.

Однако наличие тех же белков не гарантирует аналогичного результата вмешательства. Эффективность и безопасность лечения пациентов с помощью подавления RGS4 еще не установлены. Кроме того, хроническая боль неоднородна, и применение подхода к другим видам боли потребует отдельной проверки.

«Мы надеемся, что эта работа поможет разработать терапию, которая прерывает биологические процессы, заставляющие боль сохраняться», — отметила Захариу. Главный результат исследования — более точное понимание того, как чувствительные нейроны поддерживают длительную патологическую реакцию. Следующая задача состоит в том, чтобы проверить этот механизм у человека и выяснить, можно ли безопасно воздействовать на него с помощью лекарств.