Un pericoloso microbo che blocca il dolore

 

Un pericoloso microbo che blocca il dolore

Un nuovo studio mostra che una tossina del microbo che causa l'antrace può mettere a tacere più tipi di dolore nei topi. I ricercatori hanno scoperto che la tossina si rivolge alle cellule sensibili al dolore per alterare la segnalazione e bloccare il dolore. Basandosi su questa scoperta, i ricercatori hanno ingegnerizzato un veicolo di proteine dell'antrace per fornire diversi tipi di trattamenti nei recettori del dolore e modulare la funzione delle cellule nervose. I risultati possono informare la progettazione di terapie che mirano selettivamente alle fibre sensibili al dolore senza gli effetti sistemici diffusi degli oppioidi e di altri antidolorifici.


L'antrace ha una reputazione spaventosa. Ampiamente noto per causare gravi infezioni polmonari negli esseri umani e lesioni cutanee sgradevoli, anche se indolori, nel bestiame e nelle persone, il batterio dell'antrace è stato anche usato come arma di terrore.

Ora i risultati di un nuovo studio suggeriscono che il temuto microbo ha anche un inaspettato potenziale benefico - una delle sue tossine può far tacere più tipi di dolore negli animali.

La ricerca rivela che questa specifica tossina di antrace funziona per alterare la segnalazione nei neuroni che sentono il dolore e, quando consegnata in modo mirato nei neuroni del sistema nervoso centrale e periferico, può offrire sollievo agli animali in difficoltà.

Il lavoro, condotto da ricercatori della Harvard Medical School in collaborazione con scienziati dell'industria e ricercatori di altre istituzioni, è pubblicato il 20 dicembre in Nature Neuroscience.

Inoltre, il team ha combinato parti della tossina del carbonchio con diversi tipi di carico molecolare e lo ha consegnato nei neuroni sensibili al dolore. La tecnica può essere utilizzata per progettare nuovi trattamenti del dolore mirati alla precisione che agiscono sui recettori del dolore ma senza gli effetti sistemici diffusi degli attuali farmaci antidolorifici, come gli oppioidi.

"Questa piattaforma molecolare che utilizza una tossina batterica per trasportare sostanze nei neuroni e modulare la loro funzione rappresenta un nuovo modo per colpire i neuroni che mediano il dolore", ha detto il ricercatore senior dello studio Isaac Chiu, professore associato di immunologia nell'Istituto Blavatnik alla Harvard Medical School.

La necessità di espandere l'attuale arsenale terapeutico per la gestione del dolore rimane acuta, i ricercatori hanno detto. Gli oppioidi rimangono il farmaco per il dolore più efficace, ma hanno effetti collaterali pericolosi - in particolare la loro capacità di ricablare il sistema di ricompensa del cervello, che li rende altamente dipendenti, e la loro propensione a sopprimere la respirazione, che può essere fatale.

"C'è ancora un grande bisogno clinico di sviluppare terapie del dolore non oppioidi che non creano dipendenza, ma che sono efficaci nel silenziare il dolore", ha detto il primo autore dello studio Nicole Yang, ricercatore HMS in immunologia nel laboratorio Chiu. "I nostri esperimenti mostrano che una strategia, almeno sperimentalmente, potrebbe essere quella di colpire specificamente i neuroni del dolore usando questa tossina batterica".

I ricercatori avvertono, tuttavia, che per ora, questo approccio rimane puramente sperimentale e ha ancora bisogno di essere testato e ulteriormente messo a punto in più studi animali e, infine, negli esseri umani.

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I ricercatori del laboratorio Chiu sono stati a lungo interessati all'interazione tra microbi e sistemi nervoso e immunitario. Il lavoro passato guidato da Chiu ha dimostrato che altri batteri che causano malattie possono anche interagire con i neuroni e alterare la loro segnalazione per amplificare il dolore. Eppure solo una manciata di studi finora hanno esaminato se alcuni microbi potrebbero minimizzare o bloccare il dolore. Questo è ciò che Chiu e Yang hanno deciso di fare.

Per lo studio attuale, hanno iniziato cercando di determinare come i neuroni che sentono il dolore possono essere diversi dagli altri neuroni del corpo umano. Per farlo, si sono rivolti prima ai dati di espressione genica. Una delle cose che ha attirato la loro attenzione: Le fibre del dolore avevano recettori per le tossine dell'antrace, mentre altri tipi di neuroni no. In altre parole, le fibre del dolore erano strutturalmente preparate per interagire con il batterio del carbonchio. Si sono chiesti perché.

La ricerca appena pubblicata fa luce proprio su questa domanda.

I risultati dimostrano che il silenziamento del dolore si verifica quando i neuroni sensoriali dei gangli della radice dorsale, nervi che trasmettono segnali di dolore al midollo spinale, si collegano con due proteine specifiche fatte dal batterio del carbonchio stesso. Gli esperimenti hanno rivelato che ciò avviene quando una delle proteine batteriche, l'antigene protettivo (PA), si lega ai recettori delle cellule nervose e forma un poro che funge da passaggio per altre due proteine batteriche, il fattore edema (EF) e il fattore letale (LF), per essere trasportate nella cellula nervosa. La ricerca ha inoltre dimostrato che PA e EF insieme, conosciuti collettivamente come tossina di edema, alterano la segnalazione all'interno delle cellule nervose - in effetti mettendo a tacere il dolore.


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