Nuevas Perspectivas sobre los Mecanismos del Dolor Crónico
La investigación destaca el papel de SLC45A4 en la percepción del dolor y su potencial para el tratamiento.
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Tabla de contenidos
- El papel de las Poliaminas en el dolor
- Lo que sabemos sobre el transporte de poliaminas
- Identificando SLC45A4 como un transportador clave
- Vínculos genéticos con la percepción del dolor
- Resultados del estudio del Biobanco del Reino Unido
- SLC45A4 y su impacto en el dolor
- Entendiendo la funcionalidad de SLC45A4
- Expresión de SLC45A4 en neuronas sensoriales
- Pruebas de comportamiento en ratones
- Efectos en la función nerviosa
- Conclusión
- Fuente original
- Enlaces de referencia
El Dolor crónico afecta a uno de cada cinco adultos y puede bajar significativamente la calidad de vida. Es una de las principales causas de discapacidad en todo el mundo. Los tratamientos actuales a menudo no funcionan bien o tienen efectos secundarios que los hacen difíciles de usar. Aún no sabemos completamente qué causa el dolor crónico. Un factor importante es que ciertas Neuronas sensoriales llamadas Nociceptores pueden volverse demasiado activas, lo que lleva a una mayor sensibilidad al dolor.
Poliaminas en el dolor
El papel de lasLas poliaminas son sustancias naturales que se encuentran en nuestros cuerpos, incluyendo compuestos como la putrescina, la espermina y la espermidina. Tienen roles importantes en el crecimiento y función celular, pero también pueden afectar cómo sentimos el dolor. La investigación muestra que cuando hay inflamación o condiciones como la artritis reumatoide, los niveles de poliaminas son más altos en el cuerpo. Estudios en roedores han demostrado que inyectar poliaminas puede causar comportamiento relacionado con el dolor, y bloquear su producción puede reducir el dolor. Sin embargo, todavía necesitamos aprender más sobre cómo afectan el dolor y cómo tratarlo.
Lo que sabemos sobre el transporte de poliaminas
Hemos identificado ciertas formas en que las poliaminas se mueven dentro de las células, particularmente en estructuras conocidas como lisosomas. Hay transportadores específicos para las poliaminas que gestionan su flujo dentro y fuera de las células. Sin embargo, sigue sin estar claro cómo se mueven las poliaminas a través de la membrana plasmática, lo cual es vital para entender su papel en la señalización del dolor.
Identificando SLC45A4 como un transportador clave
En nuestra investigación, encontramos un gen llamado SLC45A4 que parece codificar un transportador que ayuda a mover poliaminas fuera de las células. Cuando miramos datos de un gran estudio sobre el dolor crónico, encontramos que ciertas variaciones en este gen estaban vinculadas a cuánto dolor sentían las personas. Esto sugiere que SLC45A4 es realmente importante en cómo procesamos el dolor.
Vínculos genéticos con la percepción del dolor
El dolor tiene un componente genético, lo que significa que cuánto dolor siente una persona puede verse influenciado por sus genes. Usando datos de un vasto estudio genético en el Reino Unido, encontramos 29 cambios genéticos específicos vinculados a la intensidad del dolor. Uno de estos cambios está cerca del gen SLC45A4, lo que indica su posible importancia en la percepción del dolor.
Resultados del estudio del Biobanco del Reino Unido
En el Biobanco del Reino Unido, un proyecto de investigación de salud a gran escala, los participantes informaron sus niveles de dolor a través de cuestionarios en 2019. Analizamos estos datos y confirmamos un vínculo entre ciertos marcadores genéticos y la intensidad del dolor. Entre estos marcadores, nos enfocamos en SLC45A4 debido a su papel como transportador.
SLC45A4 y su impacto en el dolor
La investigación indica que SLC45A4 no solo transporta poliaminas, sino que potencialmente impacta cómo se siente el dolor. Vimos que los cambios en este gen afectan una amplia gama de rasgos relacionados con la salud, subrayando su importancia. Su influencia se extiende más allá del dolor a varios factores de salud física y mental.
Entendiendo la funcionalidad de SLC45A4
Para entender mejor qué hace SLC45A4, analizamos su estructura y cómo funciona. SLC45A4 tiene similitudes con un transportador de azúcares conocido en plantas, pero realiza funciones diferentes en humanos. Descubrimos que SLC45A4 puede transportar poliaminas y que responde a cambios en el entorno, como la acidez de la solución circundante.
Expresión de SLC45A4 en neuronas sensoriales
Encontramos que SLC45A4 se expresa mucho en neuronas sensoriales, que son las células responsables de enviar señales de dolor. Específicamente, es prevalente en los ganglios de la raíz dorsal (DRG) del sistema nervioso, donde participa en el procesamiento de señales de dolor. Esto sugiere que SLC45A4 juega un papel vital en cómo se transmite el dolor desde el sitio de la lesión hasta el cerebro.
Pruebas de comportamiento en ratones
Para investigar más el papel de SLC45A4 en la percepción del dolor, generamos ratones que carecen de este gen. Estos ratones mostraron diferencias en las respuestas al dolor en comparación con ratones normales. Eran menos sensibles al calor y mostraron comportamientos de dolor reducidos en respuesta a la formalina, una sustancia usada para inducir dolor en experimentos. Esto implica que SLC45A4 es crucial para cómo los mamíferos procesan el dolor.
Efectos en la función nerviosa
Realizamos pruebas para evaluar cómo SLC45A4 impacta la función nerviosa. Nos enfocamos en dos tipos de neuronas sensoriales: nociceptores peptidérgicos y no peptidérgicos. Los resultados mostraron que mientras los nociceptores no peptidérgicos permanecieron normales, los nociceptores peptidérgicos en ratones knockout de SLC45A4 eran menos responsivos. Esto sugiere que SLC45A4 es necesario para el correcto funcionamiento de estas células específicas sensibles al dolor.
Conclusión
Nuestros hallazgos sugieren que SLC45A4 es un transportador significativo que afecta cómo sentimos el dolor. Juega un papel esencial en las neuronas sensoriales y podría ser un objetivo potencial para nuevos tratamientos del dolor. Al mejorar nuestra comprensión de SLC45A4, podríamos desarrollar mejores estrategias para manejar el dolor crónico, ayudando a millones de personas que sufren de esta condición debilitante.
Título: Identification of SLC45A4 as a pain gene encoding a neuronal polyamine transporter.
Resumen: Polyamines are regulatory metabolites with key roles in transcription, translation, cell signalling and autophagy1. They are implicated in multiple neurological disorders including stroke, epilepsy and neurodegeneration and can regulate neuronal excitability through interactions with ion channels2. Polyamines have been linked to pain showing altered levels in human persistent pain states and modulation of pain behaviour in animal models3. However, the systems governing polyamine transport within the nervous system remain unclear. In undertaking a Genome Wide Association Study (GWAS) of chronic pain intensity in the UK-Biobank we found significant association with variants mapping to the SLC45A4 gene locus. In the mouse nervous system SLC45A4 expression is enriched in all sensory neuron sub-types within the dorsal root ganglion including nociceptors. Cell-based assays show that SLC45A4 is a selective plasma membrane polyamine transporter, whilst the cryo-EM structure reveals a novel regulatory domain and basis for polyamine recognition. Mice lacking SLC45A4 show normal mechanosensitivity but reduced sensitivity to noxious heat and algogen induced tonic pain that is associated with reduced excitability of peptidergic nociceptors. Our findings thus establish a role for neuronal polyamine transport in pain perception and identify a new target for therapeutic intervention in pain treatment.
Autores: Steven J Middleton, Sigurbjörn Markússon, Mikael Åkerlund, Justin C. Deme, Mandy Tseng, Wenqianglong Li, Sana R Zuberi, Gabriel Kuteyi, Peter Sarkies, Georgios Baskozos, Jimena Perez-Sanchez, Harry L Hébert, Sylvanus Toikumo, Adham Farah, Susan Maxwell, Yin Y Dong, Henry R Kranzler, John E Linley, Blair H Smith, Susan M. Lea, Joanne L Parker, Valeriya Lyssenko, Simon Newstead, David L Bennett
Última actualización: 2024-09-30 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.25.615046
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.25.615046.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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