Nuevo estudio apunta a tipos avanzados de terapias de dolor no adictivas
El calor activa el canal TRPV1 que está en el medio. En rojo, está el dominio que los autores muestran como central para la activación por calor, la molécula de la derecha es la capsaicina. Es el agonista afín de TRPV1, también es el ingrediente activo en la comida picante y el spray de pimienta/oso. Al final, TRPV1 integra estos estímulos y envía las señales al cerebro para su interpretación (es decir, TRPV1 es el receptor que inicia la transducción de señales). Crédito: Wade Van Horn
Un equipo de científicos de la Facultad de Ciencias Moleculares de ASU y el Instituto de Biodiseño han publicado recientemente un estudio en Nature Communications que ayuda a aclarar las contribuciones a la activación dependiente de la temperatura de un canal iónico. Esto, a su vez, debería ayudar en el desarrollo de nuevos tipos de terapias para el dolor no adictivas.
La capacidad de detectar y responder a la temperatura es fundamental en biología. Los canales iónicos están formados por proteínas de membrana que permiten que los iones pasen a través de la membrana celular lipídica impermeable, donde se utilizan como una red de comunicación.
«TRPV1 es un canal iónico que se expresa ampliamente en varios tejidos y desempeña una variedad de funciones en biología», explica el profesor de SMS Wade Van Horn, autor principal de la investigación actual. «Es más conocido por su función como sensor principal de calor en los seres humanos; es la forma principal en que percibimos el calor en nuestro entorno».
Aunque se han realizado contribuciones importantes en la investigación de la termodetección TRPV1, su mecanismo sigue siendo esquivo.
TRPV1 también es un sensor común del gusto y el dolor, como las comidas picantes y el gas pimienta. Más allá de estas funciones, se ha implicado en la longevidad, la inflamación, la obesidad y el cáncer. Durante décadas ha sido un objetivo en la búsqueda de nuevos tipos de analgésicos que no sean adictivos.
«Sin embargo, hasta la fecha, una característica común es que, si bien los compuestos dirigidos a TRPV1 pueden aliviar el dolor, también causan efectos fuera del objetivo, especialmente causando cambios en la temperatura corporal, lo que ha limitado su utilidad.Estos efectos fuera del objetivo ocurren porque TRPV1 es activado por muchos estímulos distintos, incluidos ligandos (es decir, capsaicina, el ingrediente principal en el gas pimienta), calor, y protones (pH ácido)», dice Van Horn.
También es particularmente limitante la incertidumbre sobre los mecanismos que subyacen a la detección de temperatura y cómo se vinculan entre sí los diferentes mecanismos de activación.
Este estudio utilizó una variedad de técnicas, de naturaleza celular a atómica, para investigar el dominio de TRPV1 que es clave para la activación de su ligando.
Las técnicas incluyeron experimentos de espectroscopia de resonancia magnética nuclear (como una resonancia magnética) con la ayuda de Brian Cherry (Investigador asociado P profesional en el Centro de Investigación de Resonancia Magnética), fluorescencia intrínseca realizada en el laboratorio de la profesora asociada de SMS Marcia Levitus. Levitus también forma parte del Centro de Biodiseño para Biofísica de Moléculas Únicas. Otras técnicas incluyeron dicroísmo circular ultravioleta lejano y electrofisiología dependiente de la temperatura.
Van Horn explica que este trabajo identifica por primera vez, tanto funcional como termodinámicamente, que una región particular (de TRPV1) es crucial para la activación por calor. El equipo propone y proporciona validación experimental para el mecanismo de activación por calor y detalla una serie de cambios estructurales que ocurren a medida que cambia la temperatura.
Este estudio proporciona un marco que el equipo prevé que será fundamental para el futuro estudios para refinar aún más cómo percibimos las altas temperaturas y, lo que es más importante, cómo podemos distinguir y apuntar a mecanismos de activación específicos que deberían promover el desarrollo de nuevos tipos de terapias del dolor no adictivas.
Todos los estudios interdisciplinarios se completaron en ASU. El equipo también incluyó a: Minjoo Kim, Nicholas Sisco y Jacob Hilton, quienes actualmente son investigadores postdoctorales en la Universidad de Columbia, el Instituto Neurológico Barrow y los NIH, respectivamente. Camila Montano y Wade Van Horn, también forman parte del Centro de Diagnóstico Personalizado Virginia G. Piper del Biodesign Institute y Manuel (Mac) Castro es actualmente estudiante de doctorado en la Universidad de Vanderbilt.
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La respuesta del cuerpo a los alimentos picantes guía el diseño de nuevos medicamentos para aliviar el dolor Más información: Minjoo Kim et al. Evidencia de que el dominio de membrana TRPV1 S1-S4 contribuye a la termodetección, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-18026-2 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad Estatal de Arizona Cita: Nuevo estudio apunta a tipos avanzados de -addictive pain therapys (27 de agosto de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-aim-advanced-non-addictive-pain-therapies.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.