Toksyna skorpiona może okazać się zbawienna

Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie Cell.

Naukowcy wyizolowali z jadu australijskiego skorpiona Black Rock toksynę WaTx. Odkryli ją, gdy badali związki jadu niebezpiecznego pajęczaka oddziałującego na Izotiocyjanian allilu – organiczny związek chemiczny z grupy izocyjanianów, zwany receptorem czuciowym wasabi (TRPA1). Receptory te występują w komórkach nerwowych czuciowych rozmieszczonych na powierzchni całego ludzkiego ciała.

Umożliwiają one przepływ jonów do komórki, odgrywając w ten sposób podstawową rolę w procesach odpowiadających za odczuwanie bólu, ale także wywołujących stany zapalne.

Kanał jonowy TRPA1 pełni funkcję detektora i swoistego alarmu w przypadku wykrycia chemicznych substancji drażniących - mówi John Lin King, doktorant programu neurologii na UCSF i główny autor badania.

Kiedy receptor ten napotyka potencjalnie szkodliwe dla człowieka związki - zostaje aktywowany, aby poinformować zagrożony organizm o niebezpieczeństwie - tłumaczy John Lin King.

Substancje, które mogą wyzwalać TRPA1, to głównie - chociaż nie tylko - związki chemiczne powodujące zanieczyszczenia środowiska, wśród nich wymienia się także dym papierosowy. Substancje te, określane jako drażniące, wywołują reakcję w powierzchniowych komórkach dróg oddechowych, co może prowadzić do stanu zapalnego, powodować napady kaszlu i problemy z oddychaniem.

Podobnie organizm ludzki reaguje na substancje chemiczne zawarte w dużym stężeniu w określonych produktach spożywczych, takich jak: wasabi, musztarda, imbir, czosnek, cebula. Generowana jest wówczas w komórkach nerwowych odpowiedź - ostrzeżenie.

Naukowcy ustalili, że chociaż toksyna skorpiona wyzwala receptor wasabi w taki sam sposób, jak inne substancje, a więc wykorzystuje te same miejsca na receptorze - to aktywuje je w inny sposób. Mechanizm ten był wcześniej nieznany.

Zespół naukowców odkrył, że toksyna WaTx zawiera określoną sekwencję aminokwasów, która umożliwia jej swoiste bezpośrednie przeniknięcie do wnętrza komórek nerwowych. Do takiego sposobu działania, niejako na skróty, zdolnych jest niewiele białek.

Po przejściu przez błonę komórkową toksyna WaTx przyłącza się do tego samego kanału jonowego TRPA1, co związki wasabi i innych substancji drażniących, ale naukowcy twierdzą, że na tym kończą się podobieństwa.

Toksyna WaTx wywołuje tylko ból, podczas gdy pochodne związki - zarówno ból, jak i stan zapalny.

Naukowcy uważają, że ich badania mogą pomóc w lepszym zrozumieniu mechanizmu powstawania ostrego bólu oraz wyjaśnieniu związku pomiędzy przewlekłym bólem a stanem zapalnym.

Przed tym badaniem naukowcy uważali, że nie ma metody, aby w warunkach laboratoryjnych oddzielić przewlekły bólu od stanu zapalnego. Ten cel jest obecnie bliski realizacji.

Zaskakujące było znalezienie toksyny, która potrafi przeniknąć bezpośrednio przez błonę. Jest to niezwykłe w przypadku toksyn peptydowych - mówi Lin King.

Gdy zrozumiemy, w jaki sposób specyficzne peptydy przedostają się przez błonę, będziemy w stanie wykorzystać ten proces do efektywnego aplikowania leków - dodaje Lin King.

W jego ocenie, odkrycie to może doprowadzić do opracowania nowych, nieopioidowych leków skutecznych w leczeniu przewlekłego bólu.