В журнале Cell опубликованы результаты масштабного исследования, раскрывающего биомаркеры ключевых периферических нейронов при нейропатической боли. Работа открывает перспективы для создания новых методов лечения хронической боли.
Ноцицепторы — специальные рецепторы, предупреждающие организм об опасности. При угрозе (горячий предмет, острый инструмент и т. п.) они передают электрические сигналы в спинной и головной мозг, формируя ощущение боли. Среди них выделяют быстрые ноцицепторы, реагирующие на острую боль, и медленные, отвечающие за тупую, длительную боль (в их число входят «спящие ноцицепторы»).
В норме «спящие» рецепторы не реагируют на механическое воздействие, но активируются под влиянием химических веществ — например, токсинов или соединений, вырабатываемых организмом. При хронических воспалениях или повреждениях нервов они становятся гиперчувствительными и могут реагировать даже на лёгкое давление. У пациентов с нейропатической болью эти рецепторы порой активируются спонтанно, непрерывно посылая болевые сигналы.
Ключевую роль в работе сыграла профессор Барбара Намер из университетской больницы Вюрцбурга (UKW). Она возглавляет исследовательскую группу «Нейронные сигнальные пути боли и зуда у человека» в Центре междисциплинарной медицины боли (ZiS) и руководит лабораторией в Университете Фридриха‑Александра в Эрлангене‑Нюрнберге (FAU).
Значительный вклад в изучение ноцицепторов в 1990‑х годах внесли Институт физиологии и патофизиологии (профессор Герман Хандверкер, доктор Мартин Шмельц) и Институт нейрофизиологии в Упсале (доктор Роланд Шмидт, профессор Эрик Торебьорк).
Поскольку у людей невозможно исследовать спинномозговой ганглион, учёные обратились к модели на свиньях: их «спящие» ноцицепторы близки к человеческим. Сравнительные данные, полученные Барбарой Намер (на людях) и Мартином Шмельцем (на свиньях), легли в основу экспериментов с методом пэтч‑клемпа. Он позволил зарегистрировать электрическую активность отдельных нейронов in vitro. Далее клетки проанализировали с помощью секвенирования генов отдельных клеток, а результаты обработали с помощью биоинформатического анализа.
Международная команда исследователей выявила специфическую молекулярную сигнатуру «спящих» ноцицепторов. В неё входят:
рецептор онкостатина М (OSMR);
нейропептид соматостатин (SST);
ионный канал Nav1.9 (высоко экспрессируется в этих нейронах и определяет их электрические свойства).
Метод микронейрографии подтвердил, что онкостатин М специфически модулирует «спящие» ноцицепторы в коже человека. Это доказало корректность биоинформатического анализа.
Около 10 % населения страдает от нейропатической боли, однако молекулярная природа ноцицепторов до сих пор оставалась неясной. Теперь, зная молекулярный профиль «спящих» рецепторов, учёные могут целенаправленно искать эти нейроны в разных тканях, детально изучать их у пациентов с болевыми синдромами, разрабатывать лекарства, избирательно подавляющие их активность (например, через воздействие на канал Nav1.9).
«В течение 30 лет мы мечтали о маркерах для „спящих“ ноцицепторов. Теперь наша мечта стала реальностью, и мы открыли для себя совершенно новый мир», — отмечает Барбара Намер, соавтор статьи вместе с профессором Ангеликой Ламперт (Институт нейрофизиологии Университетской больницы RWTH Aachen) и доктором Шриджоем Трипати (Центр нейроинформатики Крембила, Университет Торонто).
Дальнейшие исследования «спящих» ноцицепторов запланированы в Вюрцбурге на базе UKW, где накоплен значительный опыт в изучении хронической боли.