SARS-CoV-2 изглежда блокира някои сигнали за болка. Ето защо това е важно

Електронна микроснимка на SARS-CoV-2. (NIAID/NIH/Flickr/Обществено достояние)

Представете си, че сте заразени със смъртоносен вирус което ви прави неподатливи на болка. Докато осъзнаете, че сте заразени, вече е твърде късно. Разпространил си го надлъж и нашир.

Последните открития в моята лаборатория предполагат, че този сценарий може да е една от причините, поради които хората са заразени с SARS-CoV-2 , причиняващият вирус COVID-19 , може да разпространява болестта, без да го знае.

Повечето сметки до момента са фокусирани върху това как вирусът нахлува в клетките чрез АСЕ2 протеин на повърхността на много клетки.

Но скорошни проучвания , които все още не са рецензирани, предполагат, че има друг път за заразяване на клетката, който й позволява да зарази нервната система.

Това накара моята изследователска група да разкрие връзка между определен клетъчен протеин и болката – взаимодействие, което е нарушено от коронавируса . Нашето изследване вече е рецензирано и ще бъде публикувани в списанието БОЛКА .

Аз съм учен който изучава как протеините върху клетките предизвикват сигнали за болка, които се предават през тялото към мозъка.

Когато тези протеини са активни, нервните клетки си говорят помежду си. Този разговор се случва на оглушителни нива при хронична болка.

Така че чрез изучаване на това, което причинява промяна на възбудимостта на нервните клетки, можем да започнем да разкриваме как се установява хроничната болка. Това също ни позволява да проектираме начини да заглушим този разговор, за да притъпим или спрем хроничната болка.

Моята лаборатория има дългогодишен интерес към проектирането на базирани на неопиоиди алтернативи за управление на болката.

Свързване на SARS-CoV-2 и болка

Може би се чудите как моята лаборатория започна да изследва връзката между SARS-CoV-2 и болката.

Бяхме вдъхновени от две предварителен доклади, появили се на предпечатния сървър BioRxiv, които показват, че скандалните шипове протеини на повърхността на вируса SARS-CoV-2 се свързват с протеин, наречен невропилин-1.

Това означава, че вирусът може също да използва този протеин, за да нахлуе в нервните клетки както и чрез протеина АСЕ2 .

През изминалата година, около шест месеца преди пандемия се наложи, моите колеги и аз изучавахме ролята на невропилин-1 в контекста на възприемането на болка.

Тъй като невропилин-1, подобно на рецептора ACE2, позволява на шипа да навлезе в клетките, ние се чудехме дали този алтернативен портал може да бъде свързан и с болка.

При нормални обстоятелства протеинът невропилин-1 контролира растежа на кръвоносните съдове, както и растежа и оцеляването на невроните.

Въпреки това, когато невропилин-1 се свърже с естествен протеин, наречен съдов ендотелен растежен фактор А (VEGF-A), това предизвиква сигнали за болка. Този сигнал се предава през гръбначния мозък до висшите мозъчни центрове, за да предизвика усещането, което всички познаваме като болка.

Взирайки се в този пъзел – невропилин-1 и VEGF-A и невропилин и шип – ние се чудехме дали има връзка между шип и болка.

Предишни изследвания показват връзка между VEGF-A и болката. За хора с остеоартрит, например, проучвания показват, че повишената активност на гена VEGF в течности смазващи стави, като коляното, се свързва с по-високи резултати за болка.

Въпреки че активността на гена невропилин-1 е по-високи в биологични проби от пациенти с COVID-19 в сравнение със здрави контроли и активността на гена невропилин-1 се повишава в чувствителни към болка неврони в животински модел на хронична болка , ролята на невропилин-1 при болка никога не е била изследвана досега.

В in vitro проучвания, направени в моята лаборатория с помощта на нервни клетки, ние показахме, че когато шипът се свърже с невропилин-1, той намалява сигнализирането на болката, което предполага, че при живо животно също би имало притъпяващ болката ефект.

Когато шиповият протеин се свърже с протеина невропилин-1, той блокира свързването на протеина VEGF-A и по този начин отвлича веригата за болка на клетката. Това свързване потиска възбудимостта на болковите неврони, което води до по-ниска чувствителност към болка.

(Д-р Саманта Перес-Милър, CC BY-SA)

По-горе: Кристална структура на невропилин-1 b1 домейн (бяла повърхност с място на свързване в червено), показваща свързване на VEGF-A (вляво), шипов протеин (в средата) и инхибитора на невропилин-1 EG00229 (вдясно).

От мъглата на COVID-19 се появява нова мишена за болка

Ако нашата констатация, че новото коронавирус атакува клетки чрез протеин, свързан с болка и деактивирането на протеина може да бъде потвърдено при хора, може да осигури нов път за разработване на лекарства за лечение на COVID-19.

Малка молекула, наречена EG00229, насочена към невропилин-1 беше съобщено в проучване от 2018 г. Тази молекула се свързва със същата област на протеина невропилин-1 като протеина на вирусния шип и VEGF-A.

Така че аз и моите колеги попитахме дали тази молекула е в състояние да блокира болката. Това се случи по време на симулации на болка при плъхове. Нашите данни потвърдиха представата за невропилин-1 като нов играч в сигнализирането на болката.

Има предимство за насочване към протеина невропилин-1 за рак лечение: например, a Фаза 1а клинично изпитване на антитяло Наречен MNRP1685A (известен под името на продукта Vesencumab), който разпознава и се свързва с невропилин-1 и блокира VEGF-свързването . Това се понасяше добре при пациенти с рак, но причиняваше болка, вместо да я блокира.

Нашите проучвания идентифицират различен подход, тъй като се насочихме към блокиране на причиняващия болка VEGF-A протеин, което след това доведе до облекчаване на болката.

Така че нашата предклинична работа, описана тук, дава обосновка за насочване към VEGF-A/NRP-1 про-болкова сигнална система в бъдеще клинични изпитвания .

Анализът на структурата на протеина на рецептора на невропилин-1 може да позволи проектиране на лекарства, насочени към това критично място, което също контролира растежа на аксона, оцеляването на клетките - в допълнение към облекчаването на болката.

Например, тези лекарства, насочени към рецептора на невропилин-1, биха могли потенциално да блокират вирусна инфекция. Тестването на няколко кандидат-съединения, някои от които в списъка на FDA като цяло считани за безопасни, в момента е в ход от моята група.

Подъл вирус, който заблуждава хората да вярват, че нямат COVID-19. Но, по ирония на съдбата, може да ни даде познанието за нов протеин, критичен за болката.

Два пътя се появяват в гората отпред: (1) блокиране на невропилин-1, за да се ограничи навлизането на SARS-CoV-2, и (2) блокиране на невропилин-1, за да се блокира болката.

Раджеш Хана , професор по фармакология, Университет на Аризона .

Тази статия е препубликувана от Разговорът под лиценз Creative Commons. Прочетете оригинална статия .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.