دانشمندان نقش یک پروتئین را در حفظ درد مزمن شناسایی کرده‌اند

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان دانشگاه بوستون مکانیسمی را شناسایی کرده‌اند که به حفظ حساسیت بالای درد پس از آسیب عصبی کمک می‌کند. در آزمایش‌های انجام شده روی موش‌ها، کاهش فعالیت پروتئین RGS4 در نورون‌های حسی، بهبودی از حساسیت پاتولوژیک را تسریع کرد. محققان امیدوارند که مطالعه این مکانیسم به یافتن راه‌هایی برای مقابله با فرآیندهایی که باعث تداوم درد می‌شوند، کمک کند. ایزوستیا بررسی می‌کند که چرا سیستم عصبی همچنان به آسیب پاسخ می‌دهد و این تحقیق جدید چه چیزی را می‌تواند تغییر دهد.

درد حاد معمولاً هشداری برای آسیب یا التهاب است و با رفع علت، فروکش می‌کند. با این حال، گاهی اوقات فراتر از دوره بهبودی مورد انتظار ادامه می‌یابد. درد مزمن دردی است که بیش از سه ماه یا فراتر از دوره بهبودی طول می‌کشد.

گزارشی از دانشگاه بوستون یکی از این پدیده‌ها را توصیف می‌کند. اگر یک عصب محیطی آسیب ببیند و به درستی بهبود نیابد، می‌تواند به ارسال سیگنال‌های مرتبط با درد ادامه دهد. تحریک مداوم، عملکرد مدارهای نخاع و مغز را تغییر می‌دهد و باعث می‌شود که آنها قوی‌تر پاسخ دهند.

در نتیجه، سیستم عصبی مانند یک سیستم هشدار بیش از حد حساس می‌شود. دیگر برای ایجاد یک پاسخ قابل توجه به محرک قوی نیاز ندارد. سوال محققان این است که چه تغییرات مولکولی این حالت را حفظ می‌کنند و آیا می‌توان آنها را تحت تأثیر قرار داد.

منبع مشکل در خارج از مغز جستجو شد

نویسندگان این مطالعه جدید بر روی گانگلیون‌های نخاعی کمری، که به عنوان گانگلیون ریشه پشتی نیز شناخته می‌شوند، تمرکز کردند. این‌ها خوشه‌هایی از اجسام سلولی نورون‌های حسی هستند که در خارج از نخاع قرار دارند. این سلول‌ها اطلاعات را از بافت‌های بدن به سیستم عصبی مرکزی منتقل می‌کنند.

به همین دلیل است که این کار برای درک درد مزمن مهم است: فرآیندهایی که از حساسیت پاتولوژیک پشتیبانی می‌کنند، می‌توانند در سطح نورون‌های حسی محیطی رخ دهند.

این مطالعه بر روی RGS4، پروتئینی که سیگنال‌دهی درون سلولی را تنظیم می‌کند، متمرکز بود. این پروتئین بر مسیرهای سیگنال‌دهی مرتبط با پروتئین‌های G و گیرنده‌های مربوطه آنها تأثیر می‌گذارد. از طریق این تعاملات، سلول پاسخ خود را به سیگنال‌های ورودی تغییر می‌دهد.

ونتیا زاخاریو، استاد و رئیس گروه فارماکولوژی، فیزیولوژی و بیوفیزیک دانشکده پزشکی دانشگاه بوستون، توضیح داد: «نتایج ما نشان می‌دهد که یکی از دلایل مزمن شدن درد، تغییرات مولکولی در خود سلول‌های عصبی حسی است که حساسیت غیرمعمول بالای خود را حفظ می‌کنند.»

چه اتفاقی افتاد وقتی RGS4 تغییر کرد

دانشمندان از چندین گروه موش استفاده کردند که در آنها می‌توانستند RGS4 را حذف کنند، سطح آن را در نورون‌های حسی خاصی کاهش دهند یا برعکس، سطح آن را افزایش دهند. آنها مدل‌هایی از آسیب عصب محیطی، درد پس از عمل و التهابی و آسیب عصبی ناشی از شیمی‌درمانی را مطالعه کردند. این امر به آنها اجازه داد تا نقش این پروتئین را در شرایط مختلفی که باعث حساسیت پاتولوژیک می‌شوند، بررسی کنند.

طبق گفته دانشگاه، کاهش فعالیت RGS4 به حیوانات کمک کرد تا از افزایش حساسیت به درد بهبود یابند. معکوس کردن مداخله نیز پاسخ را تغییر داد: افزایش سطح پروتئین، حساسیت را حتی در حیواناتی که آسیب اولیه نداشتند، افزایش داد.

این آزمایش دو جانبه برای ارزیابی نقش RGS4 مهم است. محققان نه تنها وجود آن را در درد مزمن تشخیص دادند، بلکه عملکرد پروتئین را نیز تغییر دادند و چگونگی تأثیر این تغییر بر پاسخ حیوانات را بررسی کردند.

در چکیده مقاله، نویسندگان همچنین خاطرنشان می‌کنند که حذف RGS4 در گروه خاصی از فیبرهای حسی C برای کاهش حساسیت پاتولوژیک بدون تغییر پاسخ‌های حاد درد - پاسخ به محرک‌های بالقوه آسیب‌رسان - کافی بوده است.

در شرایط مورد مطالعه، مداخله حساسیت پاتولوژیک را تضعیف کرد در حالی که پاسخ مفید به تحریک مضر را حفظ کرد. این نشان دهنده تفاوت در مکانیسم‌های زیربنایی این شرایط است.

برای روشن شدن مکانیسم، دانشمندان تغییرات فعالیت ژن در گانگلیون‌های نخاعی کمری را بررسی کردند. آن‌ها از توالی‌یابی RNA هسته‌های سلولی منفرد استفاده کردند، روشی که امکان مقایسه وضعیت مولکولی گروه‌های سلولی مختلف را فراهم می‌کند.

در موش‌های فاقد RGS4 که از افزایش حساسیت به استرس مکانیکی بهبود یافتند، تغییراتی در گروه‌های سلولی خاص مشاهده شد. در میان ژن‌های آسیب‌دیده، Gabbr2 وجود داشت که با گیرنده GABA-B مرتبط است.

این گیرنده در سرکوب تحریک عصبی نقش دارد. نویسندگان دریافتند که RGS4 با یک سیستم سیگنالینگ که پروتئین دیگری به نام GINIP را نیز درگیر می‌کند، تعامل دارد. عدم تعادل بین آنها ممکن است در حساسیت مزمن نقش داشته باشد.

به عبارت ساده، فقط سیگنال‌هایی که یک سلول دریافت می‌کند مهم نیستند، بلکه نحوه تنظیم تحریک درون آن نیز مهم است. اگر این تنظیم تغییر کند، نورون حساس ممکن است به حفظ پاسخ پاتولوژیک ادامه دهد.

چرا نورون‌های محیطی برای درمان مورد توجه هستند؟

محققان به امکان هدف قرار دادن مکانیسم شناسایی‌شده در سلول‌های عصبی حسی خارج از مغز و نخاع علاقه‌مند هستند. از لحاظ تئوری، این رویکرد می‌تواند مداخله را هدفمندتر کرده و تأثیر آن را بر سایر قسمت‌های سیستم عصبی محدود کند.

با این حال، یک هدف محیطی به تنهایی عدم وجود عوارض جانبی را تضمین نمی‌کند. تحقیقات آینده مشخص خواهد کرد که چگونه می‌توان فعالیت RGS4 را به صورت انتخابی تغییر داد و این چه عواقبی بر بدن دارد.

ایده اساسی، تأثیرگذاری بر فرآیندهایی است که حساسیت پاتولوژیک را حفظ می‌کنند. اگر این فرآیندها قابل تغییر باشند، می‌توانند به دستیابی به بهبودی پایدارتر کمک کنند، نه فقط علائم را در حین اثر دارو کاهش دهند.

چه چیزی در مورد این مکانیسم در انسان شناخته شده است؟

به گفته زاخاریو، بازیگران کلیدی در مکانیسم سیگنالینگ شناسایی شده در بافت عصبی انسان نیز وجود دارند. این موضوع زمینه را برای بررسی اینکه آیا آنها نقش مشابهی در انسان دارند یا خیر، فراهم می‌کند.

با این حال، وجود پروتئین‌های مشابه لزوماً نتیجه یکسانی را اثبات نمی‌کند. در مطالعه‌ای که شرح داده شد، بازیابی حساسیت پاتولوژیک در موش‌ها نشان داده شد. اثربخشی و ایمنی سرکوب RGS4 در بیماران هنوز مشخص نشده است.

علاوه بر این، درد مزمن ناهمگن است. حتی اگر این رویکرد برای شرایط خاصی پس از آسیب عصبی امیدوارکننده باشد، کاربرد آن برای سایر انواع درد نیاز به آزمایش‌های بیشتر دارد.

زاخاریو گفت: «ما امیدواریم که این کار به توسعه درمان‌هایی کمک کند که فرآیندهای بیولوژیکی که باعث تداوم درد می‌شوند را مختل کنند.»

نتیجه اصلی این مطالعه، درک دقیق‌تر چگونگی حفظ پاسخ پاتولوژیک طولانی‌مدت نورون‌های حسی است. گام بعدی آزمایش این مکانیسم در انسان و تعیین این است که آیا می‌توان آن را با خیال راحت با داروها هدف قرار داد یا خیر.