Díky evoluci není žádná bolest.

Krysy afrických krtků jsou necitlivé na mnoho různých druhů bolesti. Gary Lewin jako mezinárodní výzkumný tým vedený MDC, VědaTato vlastnost dokonce umožnila krysím krtkům osídlit nová stanoviště. Díky genetické modifikaci může krysa krtka žít s jedovatými mravenci s bolestivými bodnutími, kterým se ostatní krysy krtka vyhýbají.

Asi před deseti lety se téměř přes noc proslavily nahé krysí krysy v Centru molekulární medicíny Max Delbrück (MDC). Je to díky práci berlínského Garyho Lewina a chicagského Thomase Parka, kteří společně zkoumali podivný smyslový svět nahé krysy krtka. Park a Lewin prokázali, že tito afričtí hlodavci jsou vysoce odolní vůči bolesti. V článku z roku 2008 v časopise. PLOS Biologyuvedli, že krysí krtci nepociťovali bolest, když byli vystaveni látce dodávající chilli, kyselině nebo kapsaicinu. Pokusy na krysích krysách přitahovaly celosvětovou pozornost.

Pro tuto nejnovější studii, která byla právě zveřejněna VědaLewin se připojil ke svým kolegům v Jižní Africe a Tanzanii, aby otestovali více případů citlivosti na bolest. „Poznatky z našeho výzkumu na těchto zvířatech by měly mimo jiné pomoci vyvinout nové léky ke zmírnění bolesti,“ říká Lewin, který vede skupinu Molekulární fyziologie somatické citlivosti v MDC.

Nigel Bennett, Gary Lewin, Thomas Park a kolegové z University of Pretoria v Jižní Africe úzce spolupracovali s odborníkem na světové úrovni v biologii krtků a myší, aby zjistili, jak na tři látky reagují krysy holých krtků a osm dalších příbuzných druhů. obvykle způsobují krátkodobou epidemii. Pocit pálení na kůži lidí a jiných savců. Těmito látkami byly: zředěná kyselina chlorovodíková, kapsaicin a allylisothiokyanát (AITC). AITC je extrémně horká chuť wasabi, oblíbené koření podávané se sushi. Myšlenka byla, že krysí krysy jsou v přírodě přirozeně vystaveny těmto a podobným látkám.

Pouze krysa s vysokou hladinou je rezistentní na kousnutí wasabi

v Věda V tomto článku, jehož hlavními autory byli Ole Eigenbrod a Karlien Debus, vědci prokázali, že tři druhy krys jsou necitlivé na kyseliny. Je zajímavé, že tyto tři druhy nejsou během evoluce nijak zvlášť úzce spjaty. Po injekčním podání roztoku kapsaicinu do tlapky tyto dva typy nevykazovaly žádné známky bolesti. „Jiní krátce zvedli nebo olízli drápy, což nám ukazuje, že tato zvířata pocítila krátkou bolest,“ vysvětluje Lewin.

Ukázalo se, že pouze jeden druh krtka je rezistentní na AITC. Nebyla to nahá krysa, ale další dutý hlodavec ve východní Jihoafrické republice, nazývaný stará krysa, pojmenovaná podle oblasti, kde byla zvířata konkrétně nalezena. “Pro nás to byl vzrušující objev,” říká Lewin. „AITC napadá aminokyseliny v těle, a proto může ničit bílkoviny. Takže všechny ostatní druhy, o kterých víme, se vyhýbají kontaktu s hmotou. “ Jediným druhem, který neměl v experimentu problémy s AITC, byla krysa s vysokou hladinou.

Vše závisí na změněných iontových kanálech.

Za účelem prozkoumání molekulárních příčin mimořádné odolnosti krysy krtka proti bolesti vědci extrahovali senzorickou tkáň z míchy a ganglií dorzálních kořenů devíti studovaných druhů. V gangliích dorzálních kořenů existují skupiny neuronů, které přenášejí signály bolesti do míchy. „S pomocí nejmodernější technologie sekvenování jsme byli schopni porovnat aktivitu asi 7 000 genů v této tkáni,“ uvádí Lewin.

Tým pozoroval, že aktivita těchto dvou genů se u bezbolestných zvířat relativně rychle změnila. Tyto geny obsahují schéma iontových kanálů TRPA1 a NaV1.7. O těchto dvou kanálech je již známo, že hrají roli při vnímání bolesti.

“AITC a mnoho dalších dráždivých látek nacházejících se v kořenech, jeden z hlavních zdrojů potravy pro krysy, aktivuje TRPA1,” vysvětluje Lewin. Během evoluce proto mnoho druhů down-regulovalo gen pro tento kanál. “Ale ‘wasabi kanál’ je jediný kanál, který je zcela uzavřen u krysy na vysoké úrovni, ” říká Lewin. On a jeho tým zjistili, že to bylo způsobeno zvláště aktivním genem pro jiný kanál: strukturálně otevřený kanál NALCN, známý jako „únikový kanál“. Výzkumná skupina zjistila, že exprese tohoto kanálu je jediná věc, která je významně změněna u krysy na vysoké úrovni.

Odolnost proti bolesti krtek potkana lze vypnout

Lewin byl obzvláště překvapen výsledky dalšího experimentu. “Když jsme zablokovali kanál NALCN podáním léku blokujícího kanál, krysa na vysoké úrovni se náhle stala náchylnou k AITC,” uvádí. Avšak pouze jeden den po podání antagonisty zvířata znovu získala svou lhostejnost k látce. „Z tisíců genů, na které jsme se podívali, jsme jasně našli stejný gen zodpovědný za mimořádnou odolnost proti bolesti u krys na vysoké úrovni,“ říká Lewin a byl potěšen, že štěstí bylo tak jasně na jeho straně.

Daniel Hart, doktorand pracující s Nigelem Bennettem, zjistil, že krysí krysy na vysoké úrovni sdílí svá hnízda s Myrmicaria natalensis, běžně známou jako ocasní mravenec Natal. “Tento hmyz je známý svou agresivní povahou a velmi ostrým jedem,” říká Lewin. Když byl tento jed mravenců injikován do jejich tlap, všechny krysy krtků ve studii, s výjimkou krysy krtka na vysoké úrovni, po krátkou dobu pociťovaly bolest. Ale když vědci zablokovali kanál NALCN u krysy krtka na vysoké úrovni, stala se tato zvířata náchylná k jedu.

Nové poznatky by mohly pomoci farmaceutickému výzkumu

Lewin předpokládá, že „v průběhu evoluce krysa na vysoké úrovni jasně získala vysoce aktivní gen pro jediný iontový kanál, což mu umožnilo usadit se na místech, kterým se vyhýbají jiné druhy krys.“ Vědec z MDC to považuje za další skvělý příklad toho, jak prostředí utváří dlouhodobý vývoj. “Z praktičtějšího hlediska by tento objev mohl vést k vývoji vysoce účinných léků proti bolesti,” dodává. „Krysa na vysoké úrovni nám ukázala, že vysoká exprese kanálu NALCN se jeví jako velmi účinný způsob úlevy od bolesti.“