Jed proti bolesti

Dostane-li se jed od živočichů, jako jsou někteří pavouci, hadi nebo mořští měkkýši do lidského těla, směs toxinů může způsobit vážné zdravotní stavy, které v důsledku mohou být i život ohrožující. Jed má ale i terapeutický potenciál. Některé peptidové toxiny s možnými analgetickými účinky jsou zkoumány ve vazbě na cílové receptory v mozku a mohou se tak v budoucnu stát účinnými pomocníky v léčbě bolesti.

Miliony lidí trpí chronickými bolestmi z velké části proto, že současné možnosti léčby mnohdy poskytují jen omezenou úlevu, mají závažné vedlejší účinky a mohou být vysoce návykové. Proto vědci na celém světě hledají další terapeutické možnosti a snaží se lépe pochopit, jak přesně analgeticky aktivní molekuly fungují. To v budoucnu povede k novým lékům proti bolesti - a doufejme že i ke zlepšení kvality života lidí, kteří trpí chronickou bolestí.

Na 60. mezinárodním výročním zasedání Biofyzikální společnosti USA, které v těchto dnech probíhá v Los Angeles v Kalifornii, prezentuje skupina vědců z University of Queensland v australském Brisbane výsledky výzkumu analgetických vlastností molekuly peptidu ProTx-II. 

Foto: Flickr.com
Peptid ProTx-II byl izolován z jedu peruánské tarantule Thrixopelma pruriens. Jeho vysoká účinnost a schopnost selektivně inhibovat receptor Nav 1.7 pro pocit bolesti z něj dělá nadějného kandidáta na lék proti bolesti budoucnosti.

Zvláštní důraz vědci kladou na pochopení mechanismu analgetického účinku a získání informací, které mohou být vodítkem při navrhování a optimalizaci nových léčiv proti bolesti.

Jak tedy peptid ProTx-II funguje? 

Molekula ProTx-II se váže na receptory bolesti Nav 1.7, které se nachází v membráně nervových buněk. Přesné vazebné místo a význam buněčné membrány v inhibiční aktivitě ProTx-II však zatím nebyly popsány. Proto se tým vědců zaměřil právě na výzkum vzájemných vztahů mezi peptidem a receptorem. Konkrétně zkoumají jejich strukturu, vazebné vlastnosti membrány a inhibiční aktivitu jak peptidu ProTx-II, tak i řady jeho analogů.

K popisu struktury a vlastností zkoumaných molekul přitom používají moderní detekční systémy, jako jsou nukleární magnetická rezonance, povrchová plasmonová rezonance nebo fluorescenční metody. 

NMR spektroskopie možňuje základní popis 3D struktury peptidu ProTx-II, zatímco povrchová plasmonová rezonance, fluorescenční metody a molekulární simulace jsou nezbytné pro hlubší pochopení interakcí mezi uvedeným peptidem a neuronální buněčnou membránou. Umožňují také identifikaci vlastností, které mají vliv na spojení peptidu s receptorem bolesti a na mechanismus jeho inhibice.

Dosavadní výsledky výzkumu ukazují, že důležitou roli v procesu tlumení bolesti hraje nejenom samotná molekula peptidu ProTx-II, ale i buněčná membrána s cílovým receptorem bolesti. Ozvlášť membrány neuronů uvedený peptid významně přitahují, zvyšují jeho koncentraci v blízkosti receptorů bolesti a fixují jej ve správném postavení, čímž posilují interakci peptid-receptor a maximalizují tak analgetický efekt.

Na základě uvedených zjištění jsou nyní navrhovány nové molekuly s větší afinitou k buněčné membráně a menším množstvím vedlejších účinků.


Literatura

C. I. Schroeder, J. Deuis, a S. T. Henriques, „Ratinal design and synthesis of a novel membrane binding NAV1.8 selective inhibitor with in vivo activity in pain models", prezentováno v Biophysical Society Annual Meeting, Los Angeles, USA, 28-úno-2016.


J. Gui, B. Liu, G. Cao, A. M. Lipchik, M. Perez, Z. Dekan, M. Mobli, N. L. Daly, P. F. Alewood, L. L. Parker, G. F. King, Y. Zhou, S.-E. Jordt, a M. N. Nitabach, „A tarantula-venom peptide that antagonises the TRPA1 nociceptor ion channel by binding to the S1-S4 gating domain", Curr Biol, roč. 24, č. 5, s. 473–483, bře. 2014.