Токсин сибирской язвы может стать основой для новых обезболивающих препаратов

нейроны

Эволюционный механизм сибирской язвы

Изначально исследователей из Гарвардской медицинской школы, которые работали над поиском новых обезболивающих средств, заинтересовал тот факт, что у болевых волокон, то есть чувствительных к боли нейронов, есть рецепторы для токсинов сибирской язвы, тогда как у других типов нейронов их нет. Дальнейшие исследования показали, что способность токсинов связываться с рецепторами нервных клеток человека, образует поры, которые служат воротами для других бактериальных белков. Однако при этом происходит полезный побочный эффект: токсины также изменяют передачу сигналов внутри нервных клеток, подавляя боль.

C точки зрения эволюции этот механизм помогает микробам облегчить свое распространение и выживание. В случае сибирской язвы, изменяя передачу сигналов, токсин блокирует способность хозяина ощущать боль и, следовательно, замечать присутствие микроба. Но можно ли использовать этот механизм в «мирных целях»?

Против невропатической и воспалительной боли

В серии экспериментов исследователи обнаружили, что токсин сибирской язвы изменяет передачу сигналов в нервных клетках человека в чашках, а также у живых животных.

Введение токсина в нижние отделы позвоночника мышей оказывало сильное болеутоляющее действие, не позволяя животным ощущать воздействие высоких температур и механических раздражителей. Важно отметить, что другие жизненно важные показатели животных, такие как частота сердечных сокращений, температура тела и координация движений, не были затронуты — наблюдение, которое подчеркивает, что этот метод был очень избирательным и точным в нацеливании на волокна боли и блокировании боли без общих системных эффектов.

Кроме того, введение мышам токсина сибирской язвы облегчило симптомы двух других типов боли: боли, вызванной воспалением, и боли, вызванной повреждением нервных клеток, которая часто сопровождает опоясывающий лишай, осложнения диабета или онкологические заболевания.

Исследователи заметили, что по мере уменьшения боли обработанные нервные клетки оставались физиологически неповрежденными — это открытие подтвердило, что эффекты блокирования боли были вызваны не повреждением нервных клеток, а изменением передачи сигналов внутри них.

Токсин на токсине

Основываясь на этом открытии, исследователи пошли дальше и использовали токсин сибирской язвы в качестве средства доставки других лекарств к чувствительным к боли нейронам. Из белков токсина они разработали переносчик, который не только доставлял различные виды лечения к болевым рецепторам, и модулировал функцию нервных клеток.

На последнем этапе исследования команда ученых разработала транспортное средство из белков сибирской язвы и использовала его для доставки других болеутоляющих веществ в нервные клетки. Одним из этих веществ был ботулотоксин – еще одно потенциально смертельное вещество, известное своей способностью изменять нервную сигнализацию. Такой подход также блокировал боль у мышей.

Таким образом, полученные учеными данные могут использоваться для разработки новых методов лечения, которые избирательно воздействуют на чувствительные к боли волокна без широко распространенных системных эффектов опиоидов и других болеутоляющих средств. Однако исследователи предупреждают, что на данный момент этот подход остается чисто экспериментальным и все еще нуждается в тестировании и дальнейшей доработке в дополнительных исследованиях на животных и, в конечном итоге, на людях.

Читать также: Токсин сибирской язвы может вылечить рак мочевого пузыря

 

Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE

Nicole J. Yang, Jörg Isensee, Dylan V. Neel, Andreza U. Quadros, Han-Xiong Bear Zhang, Justas Lauzadis, Sai Man Liu, Stephanie Shiers, Andreea Belu, Shilpa Palan, Sandra Marlin, Jacquie Maignel, Angela Kennedy-Curran, Victoria S. Tong, Mahtab Moayeri, Pascal Röderer, Anja Nitzsche, Mike Lu, Bradley L. Pentelute, Oliver Brüstle, Vineeta Tripathi, Keith A. Foster, Theodore J. Price, R. John Collier, Stephen H. Leppla, Michelino Puopolo, Bruce P. Bean, Thiago M. Cunha, Tim Hucho, Isaac M. Chiu. Anthrax toxins regulate pain signaling and can deliver molecular cargoes into ANTXR2+ DRG sensory neuronsNature Neuroscience, 2021; DOI: 10.1038/s41593-021-00973-8
Прокрутить вверх