"Wasabi-Rezeptor" kann die Behandlung chronischer Schmerzen vorantreiben
Das Skorpiontoxin zielt auf den „Wasabi-Rezeptor“ ab, einen spezifischen Rezeptor in Nervenzellen, der dem Menschen hilft, auf Wasabi, Zigarettenrauch und Umweltschadstoffe zu reagieren. Laut neuen Forschungen könnte der ungewöhnliche Wirkmechanismus des Toxins dazu beitragen, dass Wissenschaftler mehr über chronische Schmerzen erfahren.
Forscher der University of California in San Francisco (UCSF) und der University of Queensland in Brisbane, Australien, führten die Studie durch.
Für die Forschung isolierten die Wissenschaftler ein Toxin namens WaTx aus dem Gift des australischen Black Rock-Skorpions.
Sie entdeckten dieses Toxin, als sie Tiergiftverbindungen erforschten, die auf den Wasabi-Rezeptor abzielen könnten, der im gesamten menschlichen Körper in sensorischen Nervenzellen vorhanden ist.
Die Ergebnisse der Studie erscheinen in der Zeitschrift Zelle.
Wie Skorpiontoxine die Nerven beeinflussen
Das Ziel der Wissenschaftler bei der Isolierung von Verbindungen im Gift bestand letztendlich darin, den Wasabi-Rezeptor zu untersuchen, einen sensorischen Rezeptor, der auch als TRPA1 bezeichnet wird.
Bei Aktivierung öffnet sich dieser Rezeptor und lässt Ionen in die Zelle fließen, was Schmerzen und Entzündungen auslöst.
"Stellen Sie sich TRPA1 als den" Feueralarm "des Körpers für chemische Reizstoffe in der Umwelt vor", sagt John Lin King, Doktorand im Neurowissenschaftsprogramm der UCSF und Hauptautor der Studie.
„Wenn dieser Rezeptor auf eine potenziell schädliche Verbindung trifft - insbesondere auf eine Klasse von Chemikalien, die als‚ reaktive Elektrophile 'bekannt sind und die Zellen erheblich schädigen können - wird er aktiviert, um Sie darüber zu informieren, dass Sie etwas Gefährlichem ausgesetzt sind, das Sie benötigen entferne dich von. "
Andere elektrophilhaltige Substanzen, die TRPA1 auslösen können, sind Zigarettenrauch und Umweltschadstoffe.
Diese Reizstoffe lösen in den Oberflächenzellen der Atemwege eine Reaktion aus, die zu Entzündungen führen und Hustenanfälle und Atemprobleme verursachen kann.
Chemikalien in bestimmten Lebensmitteln wie Wasabi, Senf, Ingwer, Knoblauch und Zwiebeln können ebenfalls eine Reaktion in Nervenzellen hervorrufen, indem sie auf diesen Rezeptor abzielen.
Wie das Wasabi-Rezeptor-Toxin anders ist
Obwohl das Skorpiontoxin den Wasabi-Rezeptor auf die gleiche Weise wie diese anderen Substanzen auslöst und dieselben Stellen auf dem Rezeptor verwendet, aktiviert es ihn auf andere Weise. Dieser Mechanismus war bisher unbekannt.
Das Team fand heraus, dass WaTx eine bestimmte Sequenz von Aminosäuren enthält, die es ihm ermöglicht, direkt durch die Membran einer Zelle in ihr Inneres zu gelangen. Dies ist eine ungewöhnliche Leistung, zu der nur wenige andere Proteine in der Lage sind.
Indem WaTx sich auf diese Weise in die Zelle drängt, umgeht es die typische Route, die die Eingabe einschränkt.
Nach dem Durchgang durch die Zellmembran bindet sich WaTx an dieselbe Stelle auf TRPA1, auf die Verbindungen aus Wasabi und anderen Reizstoffen abzielen. Die Forscher sagen jedoch, dass dort „die Ähnlichkeiten enden“.
Während WaTx nur Schmerzen auslöste, lösten die anderen Verbindungen sowohl Schmerzen als auch Entzündungen aus.
Potenzial zur Untersuchung chronischer Schmerzen
Die Forscher sind der Ansicht, dass ihre Studie dazu beitragen könnte, das Verständnis von akuten Schmerzen zu fördern und den Zusammenhang zwischen chronischen Schmerzen und Entzündungen zu klären.
Vor dieser Studie glaubten die Forscher, dass es keine Möglichkeit gibt, innerhalb eines Labors zwischen chronischen Schmerzen und Entzündungen zu unterscheiden, aber diese Forschung hat gezeigt, dass diese Annahme nicht wahr ist.
„Es war überraschend, ein Toxin zu finden, das direkt durch Membranen gelangen kann. Dies ist ungewöhnlich für Peptidtoxine “, sagt Lin King.
"Aber es ist auch aufregend, denn wenn Sie verstehen, wie diese Peptide über die Membran gelangen, können Sie sie möglicherweise verwenden, um Dinge - beispielsweise Medikamente - in die Zelle zu transportieren, die normalerweise nicht über die Membranen gelangen können."
John Lin King
In diesem Sinne erklärt Lin King, dass diese Entdeckung zur Entwicklung neuer, nichtopioider Medikamente zur Behandlung chronischer Schmerzen führen könnte.
