Toksin antraks yang boleh membawa maut: Rawatan penyekat sakit pada masa depan?

Ditulis oleh Lori Uildriks Disember 22, 2021- Fakta diperiksa oleh Hannah Flynn48c90eea4223f16759641ee62bb615d2 - May 20, 2022

  • Kajian penyelidikan semasa mendapati bahawa pencemar edema antraks, atau ET, mengubah suai tindak balas ketidakselesaan pada tetikus komputer dan juga sel saraf deria manusia.
  • Menyuntik bahan cemar ini terus ke bahagian belakang tetikus komputer menghalang ketidakselesaan tanpa kesan sistemik.
  • Kajian penyelidikan juga mendedahkan bahawa protein sihat antraks tersuai mungkin berfungsi sebagai kereta pengedaran prospektif untuk pelbagai bahan penyekat sakit lain dalam saraf.
  • Menentukan keselamatan dan keselamatannya dan juga prestasi untuk menangani ketidakselesaan sudah tentu memerlukan lebih banyak kajian dalam haiwan peliharaan dan juga individu manusia.

Kesakitan adalah tindak balas pertahanan. Ia memberitahu badan tentang kemungkinan kerosakan untuk mengelakkan lebih banyak kecederaan.

Rangsangan yang tidak selesa mewujudkan tahap sensitiviti, yang mengaktifkan penghantaran isyarat ketidakselesaan, menggunakan gentian saraf deria aferen, ke tanduk dorsal tulang belakang dan juga terus ke dalam minda. Info kesakitan selepas itu mengambil perjalanan dari minda dengan tulang belakang ke organ badan kita dan juga lengan atau kaki.

Jika ketidakselesaan adalah tidak dijangka, atau sengit, ia mungkin selesai tanpa kesan yang berpanjangan. Tetapi ketidakselesaan mungkin bertahan lebih lama daripada 3 bulan, dan juga dalam keadaan ini, profesional perubatan mengenal pasti ia sebagai berterusan.

Rekod daripada Pusat Kawalan dan Pencegahan Penyakit (CDC) menganggarkan bahawa mengenai satu perlima orang dewasa di Amerika Syarikat mengalami ketidakselesaan yang berterusan pada tahun 2016– dan juga 8% daripada pasukan ini mengalami ketidakselesaan yang kerap mengehadkan pekerjaan, sosial, masa lapang, dan juga tugas penjagaan diri.

Ketidakselesaan kronik tidak boleh dirawat secara berterusan, namun alternatif rawatan biasa terdiri daripada:

  • ubat ketidakselesaan, seperti acetaminophen (Tylenol), ubat anti-radang nonsteroid seperti advil (Motrin, Advil), dan juga jika pelbagai alternatif lain tidak cekap, opioid
  • rawatan bukan ubat, seperti akupunktur, maklum balas psikofisiologi, keseronokan elektrik, terapi urut, dan juga refleksi
  • rawatan pembedahan

Keperluan untuk terapi yang disasarkan

Ancaman serius yang berkaitan dengan opioid terdiri daripada penyalahgunaan, dos berlebihan, dan juga pergantungan. Sebanyak 38 individu di AS meninggal dunia setiap hari akibat overdosis opioid preskripsi pada 2019, menunjukkan keperluan penting untuk mencipta alternatif rawatan yang disasarkan.

Kajian penyelidikan serba baharu, yang muncul dalam jurnal Nature Neuroscience, mendapati bahawa bahan cemar antraks mungkin menyasarkan sel saraf ketidakselesaan dengan tepat dan juga mengubah tindakan ketidakselesaan pada tetikus komputer.

Dr Isaac Chiu, seorang guru bersekutu imunobiologi di Sekolah Perubatan Harvard, di Boston, dan juga penulis lama kajian penyelidikan baharu itu, berbincang dengan kumpulan untuk mengetahui lebih lanjut tentang kaitan antara mikroorganisma dan juga ketidakselesaan.

Dalam pertemuan dengan "Detonic.shop", beliau menerangkan:

“Sakit kronik adalah masalah utama yang menjejaskan sekurang-kurangnya 10% penduduk dunia, dan terdapat keperluan klinikal yang kuat untuk membangunkan rawatan yang disasarkan lebih baik untuk kesakitan. Ubat penahan sakit seperti opioid, sebagai contoh, mempunyai kesan luar sasaran, [tetapi] mikrob adalah sumber molekul yang kaya yang boleh menyasarkan neuron secara semula jadi."

Dr Chiu memasukkan: "Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, lebih banyak penemuan telah dibuat tentang bagaimana produk bakteria tertentu boleh bertindak pada neuron untuk menyebabkan sakit atau batuk semasa jangkitan. Oleh itu, kami menetapkan untuk mengenal pasti reseptor untuk produk bakteria yang dinyatakan pada neuron nociceptive pengantara kesakitan."

Berspekulasi mengenai bagaimana antraks mungkin menghalang ketidakselesaan, Dr Chiu menyatakan: "Dalam kes antraks, mekanisme penyesuaian itu mungkin melalui isyarat yang diubah yang menghalang keupayaan perumah untuk merasakan kesakitan dan oleh itu kehadiran mikrob. Hipotesis ini boleh membantu menjelaskan mengapa lesi kulit hitam yang kadang-kadang terbentuk oleh bakteria antraks adalah tidak menyakitkan."

Kesan menghalang kesakitan

Sebagai komponen pemeriksaan serba baharu, eksperimen untuk menemui ekspresi genetik dengan penilaian tahap RNA dalam tetikus komputer dan juga saraf deria manusia dalam ganglia asal dorsal (DRG) menunjukkan bahawa gentian ketidakselesaan ini mempunyai reseptor pencemar antraks 2, yang tidak terdapat dalam pelbagai sel saraf sistem saraf utama yang lain.

Mikroorganisma antraks menjana 3 protein yang sihat: antigen keselamatan (), aspek edema (EF), dan juga aspek berbahaya (LF). dan juga EF antara satu sama lain digambarkan sebagai "toksin edema" (ET).

Para saintis selepas itu menjalankan anthrax LF atau ET kepada masyarakat DRG dan juga memerhatikan pelarasan dalam isyarat dalam sel.

Selepas mengesahkan kesan pencemar antraks dalam sel, saintis menjalankan eksperimen pada tetikus komputer untuk menyemak kesan pada perasaan tidak selesa. Tikus mendapat tangkapan LF dan juga EF dengan dan juga tanpa menggunakan saluran belakang.

Penyelidik mendapati bahawa menjalankan ET kepada tetikus komputer mengurangkan kapasiti mereka untuk merasai kehangatan, kesejukan, dan juga tusukan jarum tanpa mempengaruhi harga jantung, tahap suhu badan atau penyegerakan motor elektrik mereka.

Eksperimen pada tikus komputer yang tidak berkongsi reseptor pencemar antraks 2 mendedahkan bahawa kewujudan reseptor ini adalah penting untuk mengurangkan ketidakselesaan yang disebabkan oleh ET.

Rawatan ET tidak mencetuskan kematian sel dalam masyarakat DRG selepas 16 jam atau pada tikus komputer yang sebenarnya telah mendapat rawatan.

Seterusnya, saintis menjalankan ET dengan tembakan ke tikus komputer dengan ketidakselesaan radang atau neuropatik yang dijana secara tidak semulajadi.

Ketidakselesaan keradangan berlaku dalam tindakan kepada kecederaan sel, seperti daripada rawatan pembedahan, keradangan sendi, atau kecederaan. Penyakit atau luka pada saraf deria daripada pelbagai sklerosis, kayap bumbung, masalah diabetes atau sel kanser mungkin mencetuskan ketidakselesaan neuropatik.

Para saintis mendapati bahawa ET mengurangkan tindak balas ketidakselesaan neuropatik dan juga keradangan pada tikus komputer.

Dalam koleksi eksperimen berikut, para penyelidik menjalankan LT yang disepadukan dengan bahan cemar botulinum, satu lagi mikroorganisma yang mungkin berbahaya yang mempengaruhi penghantaran saraf, dan juga menentukan kesan analgesiknya pada tikus komputer. Pada asasnya, mereka menggunakan bahan cemar antraks sebagai kereta untuk membawa bahan cemar botulinum terus ke dalam neuron aferen.

Kaedah ini juga menghalang ketidakselesaan pada tetikus komputer.

Pendekatan rawatan yang disasarkan

Dr Chiu mengulas: "Kami tertarik untuk mendapati bahawa neuron nociceptive pengantara kesakitan mengekspresikan reseptor toksin antraks 2, reseptor pertalian tinggi untuk toksin antraks. Yang menghairankan, reseptor ini kebanyakannya tidak terdapat dalam sistem saraf pusat, memberikan peluang untuk menyasarkan neuron nociceptive secara selektif apabila toksin ditadbir secara tempatan ke saraf tunjang.

Dia memasukkan: "Kami juga terkejut apabila mendapati bahawa salah satu toksin antraks, [ET], mendorong analgesia kuat (sekatan kesakitan) yang secara meluas berkesan dalam beberapa model kesakitan haiwan. Laluan biokimia dan isyarat yang diketahui terjejas oleh ET secara klasik telah terlibat dalam menyebabkan kesakitan, tetapi kami mendapati sebaliknya."

Walaupun penyelidikan awal menunjukkan hasil menyekat kesakitan, haiwan peliharaan masa depan dan juga penyelidikan manusia diperlukan untuk mewujudkan keselamatan dan keselamatan dan juga kecekapan kaedah ini. Perlu diingat bahawa membawa ubat terus ke saluran belakang adalah mengganggu dan juga berkaitan dengan masalah.

Dr Chiu menyebut: "Salah satu langkah seterusnya yang paling menarik [adalah] untuk membangunkan lagi dan merekayasa toksin antraks sebagai platform untuk menghantar kargo molekul ke dalam neuron nociceptive untuk menyekat kesakitan. […] Contohnya, bolehkah kita menggunakan sistem ini untuk menghantar protein yang, apabila diaktifkan, menghentikan kesakitan? Atau bagaimana pula dengan asid nukleik seperti RNA?"

Beliau menyertakan: “Lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk mencirikan dan mengoptimumkan platform penghantaran yang lebih baik untuk kegunaan in vivo dan meneroka muatan menarik yang lain. Mengenal pasti kargo analgesik lain boleh membantu perkembangan terapeutik sakit baru."

.