Των Pooja Shree Chettiar και Siddhesh Sabnis, The Conversation.
Ένα τραυματισμένο δάχτυλο ή ένας διάστρεμμα στον αστράγαλο πονάει, επειδή η αιτία είναι σαφής και ο πόνος εξασθενεί καθώς αναρρώνετε. Τι γίνεται όμως αν ο πόνος δεν υποχωρούσε; Τι γίνεται αν ακόμη και ένα αεράκι σας κάνει να νιώθετε σαν φωτιά ή αν το πόδι σας έκαιγε χωρίς κανέναν απολύτως λόγο; Όταν ο πόνος παραμένει χωρίς σαφή αιτία, αυτός είναι ο νευροπαθητικός πόνος.
Είμαστε νευροεπιστήμονες που μελετούν πώς τα κυκλώματα πόνου στον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Η εργασία μας επικεντρώνεται στα μόρια που αναδιαμορφώνουν αθόρυβα τον τρόπο με τον οποίο ο πόνος γίνεται αισθητός και θυμάται.
Δεν είχαμε κατανοήσει πλήρως πόσο διαφορετικός είναι ο νευροπαθητικός πόνος από τον πόνο που σχετίζεται με τραυματισμούς μέχρι που αρχίσαμε να εργαζόμαστε σε ένα εργαστήριο μελετώντας τον. Οι ασθενείς μιλούσαν για έναν φανταστικό πόνο που τους στοίχειωνε καθημερινά -αόρατο, ανεξήγητο και που άλλαζε τη ζωή.
Αυτές οι συζητήσεις μετέφεραν την εστίασή μας από τα συμπτώματα στους μηχανισμούς. Τι προκαλεί την επιμονή αυτού του φανταστικού πόνου και πώς μπορούμε να παρέμβουμε σε μοριακό επίπεδο για να τον αλλάξουμε;
Ο νευροπαθητικός πόνος προέρχεται από βλάβη ή δυσλειτουργία στο ίδιο το νευρικό σύστημα. Το σύστημα που προοριζόταν να ανιχνεύει τον πόνο γίνεται η πηγή του, σαν ένας συναγερμός πυρκαγιάς που χτυπάει χωρίς φωτιά. Ακόμα και ένα απαλό άγγιγμα ή ένα αεράκι μπορεί να είναι αφόρητο.
Ο νευροπαθητικός πόνος δεν επηρεάζει μόνο το σώμα μεταβάλλει και τον εγκέφαλο. Ο χρόνιος πόνος αυτού του είδους συχνά οδηγεί σε κατάθλιψη, άγχος, κοινωνική απομόνωση και ένα βαθύ αίσθημα αδυναμίας. Μπορεί να κάνει ακόμη και τις πιο συνηθισμένες εργασίες να νιώθουν αφόρητες.
Περίπου το 10% του πληθυσμού των ΗΠΑ -δεκάδες εκατομμύρια άνθρωποι- βιώνουν νευροπαθητικό πόνο και τα κρούσματα αυξάνονται καθώς ο πληθυσμός γερνάει. Επιπλοκές από διαβήτη, θεραπείες καρκίνου ή τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού μπορούν να οδηγήσουν σε αυτήν την πάθηση. Παρά την επικράτησή του, οι γιατροί συχνά παραβλέπουν τον νευροπαθητικό πόνο επειδή η υποκείμενη βιολογία του δεν είναι πλήρως κατανοητή.
Υπάρχει επίσης ένα οικονομικό κόστος για τον νευροπαθητικό πόνο. Αυτή η πάθηση συμβάλλει σε δισεκατομμύρια δολάρια σε δαπάνες υγειονομικής περίθαλψης, χαμένες εργάσιμες ημέρες και χαμένη παραγωγικότητα. Αναζητώντας ανακούφιση, πολλοί στρέφονται στα οπιοειδή, μια οδός που, όπως φαίνεται από την επιδημία των οπιοειδών, μπορεί να έχει τις δικές της καταστροφικές συνέπειες μέσω του εθισμού.
GluD1: Ένας ήσυχος αλλά κρίσιμος παράγοντας
Η εύρεση θεραπειών για τον νευροπαθητικό πόνο απαιτεί απάντηση σε πολλά ερωτήματα. Γιατί το νευρικό σύστημα παρουσιάζει σφάλματα με αυτόν τον τρόπο; Τι ακριβώς το προκαλεί να επανασυνδεθεί με τρόπους που αυξάνουν την ευαισθησία στον πόνο ή δημιουργούν φανταστικές αισθήσεις; Και το πιο επείγον: Υπάρχει τρόπος να επαναφέρουμε το σύστημα;
Εδώ έρχεται η δουλειά του εργαστηρίου μας και η ιστορία ενός υποδοχέα που ονομάζεται GluD1. Συντομογραφία του υποδοχέα γλουταμινικού δέλτα-1, αυτή η πρωτεΐνη συνήθως δεν γίνεται πρωτοσέλιδο. Οι επιστήμονες θεωρούν εδώ και καιρό τον GluD1 μια βιοχημική περιέργεια, μέρος της οικογένειας υποδοχέων γλουταμινικού, αλλά δεν είναι γνωστό ότι λειτουργεί όπως οι συγγενείς της που συνήθως μεταδίδουν ηλεκτρικά σήματα στον εγκέφαλο.
Αντίθετα, ο GluD1 παίζει διαφορετικό ρόλο. Βοηθά στην οργάνωση των συνάψεων, των συνδέσεων όπου συνδέονται οι νευρώνες. Σκεφτείτε το ως έναν εργοδηγό κατασκευής: Δεν στέλνει μηνύματα η ίδια, αλλά κατευθύνει το πού σχηματίζονται οι συνδέσεις και πόσο ισχυρές γίνονται.
Αυτός ο οργανωτικός ρόλος είναι κρίσιμος στη διαμόρφωση του τρόπου με τον οποίο αναπτύσσονται και προσαρμόζονται τα νευρικά κυκλώματα, ειδικά σε περιοχές που εμπλέκονται στον πόνο και το συναίσθημα. Η έρευνα του εργαστηρίου μας υποδηλώνει ότι ο GluD1 λειτουργεί ως μοριακός αρχιτέκτονας των κυκλωμάτων πόνου, ιδιαίτερα σε καταστάσεις όπως ο νευροπαθητικός πόνος όπου αυτά τα κυκλώματα παρουσιάζουν σφάλματα ή επανασυνδέονται ανώμαλα. Σε μέρη του νευρικού συστήματος που είναι κρίσιμα για την επεξεργασία του πόνου, όπως ο νωτιαίος μυελός και η αμυγδαλή, ο GluD1 μπορεί να διαμορφώσει τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι βιώνουν τον πόνο σωματικά και συναισθηματικά.
Σε όλη την εργασία μας, διαπιστώσαμε ότι οι διαταραχές στη δραστηριότητα του GluD1 συνδέονται με τον επίμονο πόνο. Η αποκατάσταση της δραστηριότητας του GluD1 μπορεί να μειώσει τον πόνο. Το ερώτημα είναι, πώς ακριβώς ο GluD1 αναδιαμορφώνει την εμπειρία του πόνου;
Στην πρώτη μας μελέτη, ανακαλύψαμε ότι ο GluD1 δεν λειτουργεί μόνος του. Συνεργάζεται με μια πρωτεΐνη που ονομάζεται παρεγκεφαλίνη-1 για να σχηματίσει μια δομή που διατηρεί συνεχή επικοινωνία μεταξύ των εγκεφαλικών κυττάρων. Αυτή η δομή, που ονομάζεται διασυναπτική γέφυρα, μπορεί να συγκριθεί με μια ισχυρή χειραψία μεταξύ δύο νευρώνων. Διασφαλίζει ότι τα σήματα πόνου υποβάλλονται σε κατάλληλη επεξεργασία και φιλτράρισμα.
Αλλά στον χρόνιο πόνο, η γέφυρα μεταξύ αυτών των πρωτεϊνών γίνεται ασταθής και αρχίζει να καταρρέει. Το αποτέλεσμα είναι χαοτικό. Σαν μια ομαδική συνομιλία όπου όλοι μιλάνε ταυτόχρονα και κανείς δεν ακούγεται καθαρά, οι νευρώνες αρχίζουν να μην λειτουργούν σωστά και να αντιδρούν υπερβολικά. Αυτός ο συναπτικός θόρυβος αυξάνει την ευαισθησία του εγκεφάλου στον πόνο, τόσο σωματικά όσο και συναισθηματικά. Υποδηλώνει ότι ο GluD1 δεν διαχειρίζεται μόνο τα σήματα πόνου, αλλά μπορεί επίσης να διαμορφώνει τον τρόπο με τον οποίο αισθάνονται αυτά τα σήματα.
Τι θα γινόταν αν μπορούσαμε να αποκαταστήσουμε αυτή τη σπασμένη σύνδεση;
Στη δεύτερη μελέτη μας, εγχύσαμε σε ποντίκια την παρεγκεφαλίνη-1 και είδαμε ότι επανενεργοποίησε τη δραστηριότητα του GluD1, ανακουφίζοντας τον χρόνιο πόνο τους χωρίς να προκαλέσει παρενέργειες. Βοήθησε το σύστημα επεξεργασίας πόνου να λειτουργήσει ξανά χωρίς τις ηρεμιστικές επιδράσεις ή τις διαταραχές σε άλλα νευρικά σήματα που είναι κοινές με τα οπιοειδή. Αντί να μουδιάζει απλώς το σώμα, η επανενεργοποίηση της δραστηριότητας GluD1 επαναβαθμονόμησε τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται τον πόνο.
Φυσικά, αυτή η έρευνα βρίσκεται ακόμη στα αρχικά στάδια, μακριά από κλινικές δοκιμές. Αλλά οι επιπτώσεις είναι συναρπαστικές: ο GluD1 μπορεί να προσφέρει έναν τρόπο για την επιδιόρθωση του ίδιου του δικτύου επεξεργασίας πόνου, με λιγότερες παρενέργειες και μικρότερο κίνδυνο εθισμού από τις τρέχουσες θεραπείες. Για εκατομμύρια ανθρώπους που ζουν με χρόνιο πόνο, αυτός ο μικρός, ιδιόμορφος υποδοχέας μπορεί να ανοίξει την πόρτα σε ένα νέο είδος ανακούφισης που θεραπεύει το σύστημα, όχι απλώς καλύπτει τα συμπτώματά του.
