Обезболивающий ген
Страдания тысячи добровольцев раскрыли правду о гене боли
Мембрана по материалам ScienceNOW
Практически вся жизнь человека прописана в его геноме – учёные убеждаются в этом всё больше и больше. На сей раз в генетическом коде обнаружено место и соответствующие вариации, определяющие порог болевой чувствительности людей. Исследователи полагают, что нынешнее открытие позволит создать идеальное обезболивающее средство.
За последние пять лет генетики связали три серьёзных расстройства, приводящих к неверному восприятию боли организмом, с мутациями в гене SCN9A. Во всех случаях те или иные генетические вариации оказывали влияние на структуру белка, контролирующего канал Nav1.7, через который натрий поступает в нервные клетки при появлении болевого стимула. (На снимке слева – участок аксона, в котором белок SCN9A светится красным.)
В двух случаях из трёх люди страдали от боли из-за того, что «неправильный» вариант гена заставлял канал для натрия либо слишком легко открываться, либо не давал ему потом закрыться. В третьем случае белок, кодируемый SCN9A, и вовсе не функционировал, в результате люди не были способны чувствовать боль вообще.
«Мы решили выяснить, могут ли вариации кода в этом гене определять человеческую степень чувствительности к боли», – рассказывает Джеффри Вудс (Geoffrey Woods) из Кембриджского института медицинских исследований, обнаруживший в своё время генетическую связь в третьей группе упомянутых выше больных.
Для этого Вудс и его коллеги из разных стран исследовали различия в строении SCN9A у 578 больных остеоартритом и обнаружили 27 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), то есть перестановок аминокислот в ДНК. Затем биологи сравнили их наличие с болевым порогом пациентов, в каждом случае обращая внимание на серьёзность заболевания.
Один из найденных SNP присутствовал примерно у 10% участников исследования, и его наличие приводило к значительному усилению болевых ощущений. (К сожалению, порог чувствительности – субъективная величина, но пока учёные могут ориентироваться лишь на слова человека.)
Четыре проявления работы/поломки канала Nav1.7. Сверху перечислены различные заболевания,
приводящие к тем или иным нарушениям в регистрации болевых ощущений
(WT, wild type – «дикий тип», нормальное состояние без мутаций).
Далее генетики сравнили присутствие этого изменённого участка кода и болевые ощущения у 195 пациентов из Финляндии, страдающих от воспаления седалищного нерва, 100 датчан, «чувствующих» фантомную боль в ампутированных конечностях (phantom limb pain), 179 человек, у которых был удалён межпозвоночный диск, чтобы избавить их от боли в пояснице, и 200 больных с панкреатитом (воспалением поджелудочной железы).
Пока не ясно, существует ли связь между данным геном и развитием хронических болей, которыми страдают около 20% взрослого населения планеты. «Обнаруженный ныне генетический вариант может быть частично виноват в том, что у некоторых людей хронические боли сильнее, чем у других», – комментирует Макдоналд Кристи (Macdonald Christie) из университета Сиднея.
Оказалось, что в первых двух группах у людей, испытывающих, по их мнению, самую сильную боль, тот самый полиморфизм чаще всего присутствовал. В других группах подобное статистически не подтвердилось, хотя тенденция тоже была налицо.
Затем учёные проверили гипотезу на здоровых людях. Для этого они попросили 186 женщин рассказать о своих болевых ощущениях при воздействии сильного тепла. И в этот раз выяснилось, что более низкий болевой порог был у тех участниц исследования, что обладали определённой вариацией в SCN9A.
В статье группы Вуда, опубликованной в открытом доступе в PNAS (Frank Reimann et al., Pain perception is altered by a nucleotide polymorphism in SCN9A), авторы приводят следующее сравнение: людей, не имеющих в своём геноме «неправильной» версии гена, природа как бы наделила натуральным болеутоляющим.
Чтобы понять, как однонуклеотидный полиморфизм понижает болевой порог, биологи внедрили изменённый ген в клетки почки (у них канал для натрия отсутствует). В результате клетки вырастили свои собственные каналы, которые закрывались менее эффективно, а значит, болевой сигнал, который мог быть отправлен ими в мозг, был сильнее. Однако эффект генетической вариации был крайне незначительным, поэтому сложно с уверенностью сказать, что дело только в SNP исследуемого гена.
Схематическое изображение SCN9A и позиций мутаций в нём (показаны стрелками), отвечающих за различные заболевания.
Отметим, что в группах, которые изучали Вудс и его коллеги, 15-18% людей имели одну копию генетического варианта (обозначена на рисунке выше как R1150W), около 2-3% – две копии, что делает их ещё более чувствительными к боли.
Пока рано говорить о применении полученных данных на практике. Однако Джеффри уверен – нынешнее открытие, несомненно, поможет разработать более эффективные способы борьбы с неприятными ощущениями, а также уменьшить побочные эффекты обезболивающих лекарств. Для этого необходимо будет создать препарат, который сможет воздействовать напрямую на белок, открывающий/закрывающий натриевый канал.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
11.03.2010