کشف کانال‌های کلسیمی جدید و راهکار نوین برای بهبود دردهای مزمن
سیگنال‌های درد از طریق سیستم عصبی با کمک پروتئین‌هایی به نام کانال‌های کلسیمی منتقل می‌شوند که نقش حیاتی در این فرآیند ایفا می‌کنند. اخیرا محققان موقعیت دقیق یک کانال کلسیمی خاص را که شدت این سیگنال‌ها را تنظیم می‌کند، شناسایی کرده‌اند. این کشف می‌تواند راه را برای توسعه داروهای مؤثرتر با عوارض جانبی کمتر برای درمان درد مزمن هموار کند.
احساسات درد و اطلاعات مرتبط به طور عمده از طریق سیستم عصبی به عنوان سیگنال‌های الکتریکی منتقل می‌شوند. با این حال، در لحظات حساس، این سیگنال‌ها به سیگنال‌های بیوشیمیایی تبدیل می‌شوند که توسط مولکول‌های خاصی حمل می‌شوند. برای توسعه داروهای آینده برای تسکین درد، محققان به درک دقیقی از فرآیندهای مولکولی درگیر در این تبدیل نیاز دارند.
هنگامی که سیگنال الکتریکی به انتهای یک سلول عصبی می‌رسد، به یک سیگنال بیوشیمیایی، به شکل سیگنال‌های درد با کمک پروتئین‌های معروف به کانال‌های کلسیم از طریق سیستم عصبی حرکت می‌کنند که نقش حیاتی در این فرآیند دارند. محققان مکان دقیق یک کانال کلسیمی خاص که شدت این سیگنال‌ها را تنظیم می‌کند، شناسایی کرده‌اند. این کشف می‌تواند راه را برای توسعه داروهای مؤثرتر با عوارض جانبی کمتر برای درمان درد مزمن هموار کند.
احساسات درد و اطلاعات مربوط به آن عمدتاً از طریق سیستم عصبی به صورت سیگنال‌های الکتریکی منتقل می‌شوند. با این حال، در لحظات حیاتی، این سیگنال‌ها به سیگنال‌های بیوشیمیایی تبدیل می‌شوند که توسط مولکول‌های خاصی حمل می‌شوند. برای توسعه داروهای تسکین‌دهنده درد آینده، محققان نیاز به درک دقیقی از فرآیندهای مولکولی درگیر در این تبدیل دارند.
وقتی سیگنال الکتریکی به انتهای یک سلول عصبی می‌رسد، به یک سیگنال بیوشیمیایی به شکل کلسیم تبدیل می‌شود. به نوبه خود، افزایش کلسیم باعث آزاد شدن مولکول‌های سیگنال‌دهنده به نام نوروترنسمیترها می‌شود. این سیگنال بیوشیمیایی توسط سلول عصبی بعدی دریافت می‌شود که سیگنال را مجدداً به الکتریسیته تبدیل می‌کند. در این زنجیره انتقال اطلاعات در سیستم عصبی، یک دسته از پروتئین‌ها به خصوص مورد توجه است: کانال‌های کلسیمی حساس به ولتاژ. این کانال‌ها مانند ماشین‌های مولکولی هستند که سیگنال‌های الکتریکی را حس می‌کنند و سپس باز می‌شوند تا کلسیم به سلول عصبی جریان پیدا کند.
در مطالعه جاری، محققان بر روی نوع خاصی از کانال کلسیمی به نام CaV2.2 تمرکز کرده‌اند که در انتقال سیگنال‌های درد نقش دارد. در واقع، این کانال‌ها در طی درد مزمن فعال‌تر هستند و به طور خاص در انتهای سلول‌های عصبی حسی قرار دارند.
داروهایی که فعالیت آنها را کاهش می‌دهند، ارتباط سیگنال‌های درد از سلول‌های عصبی حسی به مغز را کاهش می‌دهند. این داروها وجود دارند، اما یک نکته وجود دارد: دارویی که CaV2.2 را کاملاً مسدود می‌کند، دارای عوارض جانبی شدیدی است که نیاز به تزریق مستقیم به مایع نخاعی دارد.
داروهایی که تعداد CaV2.2 را کاهش می‌دهند، مانند گاباپنتین، درد مزمن را خیلی مؤثر کاهش نمی‌دهند. دسته دیگری از داروها که از یک مکانیزم طبیعی برای کاهش توانایی CaV2.2 در پاسخ به سیگنال‌های درد استفاده می‌کنند، داروهای اوپیوئیدی مانند مورفین و هروئین هستند. در حالی که این داروها در مسدود کردن درد بسیار مؤثر هستند، اما اعتیاد آورند و می‌توانند وابستگی مخرب ایجاد کنند.
بررسی پروتئین‌های G و تنظیم کانال‌های کلسیم
محققان مکانیزم کاهش فعالیت CaV2.2 توسط اوپیوئیدها را مطالعه کردند. از مدتی پیش معلوم شده است که اوپیوئیدها مولکول‌هایی به نام پروتئین‌های G آزاد می‌کنند که مستقیماً به کانال‌های کلسیمی متصل می‌شوند و آنها را “مقاوم” به باز شدن می‌کنند. اما این چگونه اتفاق می‌افتد؟
به این صورت که سیگنال‌دهی پروتئین‌های G باعث می‌شود که کانال به ‘متقاعد‌سازی’ بیشتری از لحاظ سیگنال‌های الکتریکی قوی‌تر نیاز داشته باشد تا باز شود. در ادامه این مطالعه ، به طور مولکولی توضیح داده می شود که این کار چگونه انجام می‌شود.
در کانال کلسیم، چهار سنسور ولتاژ وجود دارد که سیگنال‌های عصبی الکتریکی را تشخیص می‌دهند. وقتی ولتاژ به اندازه کافی بالا باشد، سنسورهای ولتاژ حرکت می‌کنند و کانال باز می‌شود تا کلسیم جریان یابد. محققان از مولکول‌های نوری کوچک برای تشخیص حرکت این سنسورهای ولتاژ در پاسخ به سیگنال‌های الکتریکی استفاده کردند. آنها کشف کردند که پروتئین‌های G بر عملکرد بعضی سنسورهای ولتاژ خاصی تأثیر می‌گذارند، اما نه همه آنها، و این باعث می‌شود که آنها نسبت به حس سیگنال‌های الکتریکی “مقاوم‌تر” شوند.
این یافته‌ها به قسمت بسیار خاصی از کانال کلسیمی بزرگ اشاره دارد که داروهای نسل بعدی می‌توانند هدف قرار دهند تا به شیوه‌ای مشابه اوپیوئیدها تسکین درد را ارائه دهند. به جای مسدود کردن کامل کانال کلسیم، که روشی کمتر مؤثر است، داروهای آینده می‌توانند به منظور تنظیم دقیق فعالیت کانال کلسیمی در سیگنال‌دهی درد طراحی شوند. امید است که داروهای آینده که برای تأثیر بر کانال کلسیمی CaV2.2 طراحی شده‌اند، اثر تسکینی بهتری داشته باشند و عوارض جانبی کمتری داشته باشند.
DOI: 10.1126/sciadv.adp6665
IF: 11.7 Q
گردآورنده: خانم منا ابن التراب
دیدگاهتان را بنویسید