«Если вы когда-нибудь ударили себя молотком, то даже легкое прикосновение может быть болезненным в течение нескольких дней или даже недель», — сказал Кэмпбелл, изучающий боль на молекулярном уровне в Техасском университете в Далласе. «Хотя многие из нас могут быть недостаточно скоординированными, чтобы избежать несчастного случая, моя цель — нарушить возникновение и сохранение болевых воспоминаний».Кэмпбелл руководит лабораторией контроля РНК и недавно опубликовал исследование в журнале Nature Communications в тесном сотрудничестве с доктором Тедом Прайсом, адъюнкт-профессором Исследовательской группы нейробиологии боли, и доктором Майклом Бертоном, новым доцентом из Школы естественных наук.
Науки о поведении и мозге, проводивший постдокторскую работу в UT Dallas.В этой работе описывается новый метод уменьшения поведения, связанного с болью, с помощью медицины на основе РНК, создавая новый класс молекул-ловушек, которые предотвращают возникновение боли.«Даже простые воспоминания — не что иное, как нечто экстраординарное, — сказал Кэмпбелл. «Чтобы способствовать исцелению, наша нервная система каталогизирует наши сенсорные ощущения и при нормальных обстоятельствах в конечном итоге забывает.
Дефекты этого процесса могут привести к хронической боли — первопричине огромных страданий».Снижение поведенческой реакции на больПотребность в исследованиях в этой области легко понять.«Боль — это повсеместная и разрушительная проблема», — сказал Кэмпбелл. «Это самая известная причина, по которой американцы обращаются за медицинской помощью.
Плохо леченная боль причиняет огромные человеческие страдания, а также ложится тяжелым бременем на системы здравоохранения и наше общество».Команда Кэмпбелла использовала подход, блокирующий создание белков, вызывающих боль.
После травмы инструкции, предоставляемые геномом — полный набор генетических инструкций, присутствующих в каждой клетке, — транслируются для создания белков, сигнализирующих о боли. Эти инструкции закодированы в молекулах, называемых матричной РНК или мРНК.
Приманка, созданная командой Кэмпбелла, прерывает процесс синтеза болевого белка, которому способствует мРНК, уменьшая признаки воспаления и ослабляя болевое поведение.«Когда вы получаете травму, определенные молекулы производятся быстро», — сказал Кэмпбелл, доцент кафедры биологических наук Школы естественных и математических наук. «Помня об этой ахиллесовой пяте, мы решили саботировать нормальную серию событий, которые вызывают боль в месте травмы. По сути, мы исключаем возможность возникновения патологического состояния боли».Имитация РНК, которую разработала команда Кэмпбелла, была введена в место травмы в экспериментах на мышах и продемонстрировала способность уменьшать поведенческую реакцию на боль.
«Мы манипулируем одним этапом синтеза белка», — сказал Кэмпбелл. «Наши результаты показывают, что местное лечение с помощью приманки может предотвратить боль и воспаление, вызванные повреждением ткани».Преодоление молекулярной проблемыОдним из огромных препятствий при создании такого соединения на основе РНК было преодоление быстрого метаболизма этих молекул.«Молекулы, которые быстро разлагаются в клетках, не являются хорошими кандидатами в лекарства.
Стабильность наших соединений на порядок выше, чем у немодифицированной РНК». — сказал Кэмпбелл.Кэмпбелл объяснил, что специализированные нервные клетки, называемые ноцицепторами, взаимодействуют с вашим мозгом в ответ на тепловые, химические и механические раздражители.«Представьте, что вы касаетесь горячей плиты, врезаетесь в стену или порезаете бумагу», — сказал он. «Часть клеточного происхождения, вызывающая последующую боль, инициируется ноцицепторами, но молекулярные механизмы, лежащие в основе этих стойких изменений, плохо изучены. В нашем исследовании был разработан целевой ингибитор, который проливает свет на эти процессы и снижает сенсибилизацию боли после травмы».
Кэмпбелл подчеркнул важность лечения боли в месте травмы; Основная проблема с лекарствами, которые взаимодействуют с центральной нервной системой, заключается в том, что они также могут влиять на центр вознаграждения в мозге.«Продолжающийся опиоидный кризис подчеркивает необходимость обезболивающих, которые не вызывают зависимости», — сказал он. «Надеюсь, это шаг в этом направлении».Кэмпбелл считает, что это открытие сыграло роль командной науки.
«Эта работа стала возможной благодаря тесному сотрудничеству между моей лабораторией и лабораторией доктора Прайса», — сказал Кэмпбелл. «Эти эксперименты были бы невозможны без огромной поддержки, самоотверженности и проницательного характера Теда. Тед — выдающийся ученый, работающий на стыке трансляционного контроля и боли.
Его глубокие познания в механизмах боли пронизывают рукопись.«Мне невероятно повезло получить пользу от выдающихся сотрудников UT Dallas, который стал ключевым игроком на национальном этапе исследования боли», — сказал Кэмпбелл, прибывший в университет в 2015 году.Это исследование было поддержано пятилетним грантом в размере 2 миллионов долларов от Национального института здоровья на изучение РНК-связывающих белков в периферических нейронах.
Прайс и доктор Джозеф Панкрацио, профессор кафедры биоинженерии Школы инженерии и информатики Эрика Йонссона, являются соавторами гранта.Кэмпбелл считает, что эти усилия предлагают новый метод лечения широкого спектра медицинских проблем.«Насколько нам известно, это первая попытка создать химически стабилизированный миметик для конкурентного ингибирования РНК с целью нарушения взаимодействия РНК-белок», — сказал он. «Наш подход предполагает, что нацеливание на эти взаимодействия может предоставить новый источник фармакологических агентов.
Это доказательство концепции позволяет нам открыть совершенно новую область науки благодаря тому пути, которым мы ее атакуем».