Novas Perspectivas sobre os Mecanismos da Dor Crônica
Pesquisas destacam o papel do SLC45A4 na percepção da dor e seu potencial para tratamento.
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Índice
- O Papel dos Poliaminas na Dor
- O Que Sabemos Sobre o Transporte de Poliaminas
- Identificando SLC45A4 como um Transportador Chave
- Ligações Genéticas à Percepção da Dor
- Resultados do Estudo Biobank do Reino Unido
- SLC45A4 e Seu Impacto na Dor
- Entendendo a Funcionalidade do SLC45A4
- Expressão do SLC45A4 em Neurônios Sensoriais
- Testes Comportamentais em Camundongos
- Efeitos na Função Nervosa
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
A Dor crônica afeta um em cada cinco adultos e pode diminuir bastante a qualidade de vida. É uma das principais causas de incapacidade no mundo todo. Os tratamentos atuais muitas vezes não funcionam bem ou têm efeitos colaterais que tornam difícil de usar. Ainda não sabemos completamente o que causa a dor crônica. Um fator importante é que certos Neurônios Sensoriais chamados Nociceptores podem ficar excessivamente ativos, levando a uma maior sensibilidade à dor.
Poliaminas na Dor
O Papel dosPoliaminas são substâncias naturais encontradas em nossos corpos que incluem compostos como putrescina, espermina e espermidina. Elas desempenham papéis importantes no crescimento e função das células, mas também podem afetar como sentimos dor. Pesquisas mostram que quando há inflamação ou condições como artrite reumatoide, os níveis de poliaminas estão mais altos no corpo. Estudos em roedores mostraram que injetar poliaminas pode causar comportamentos relacionados à dor, e bloquear sua produção pode reduzir a dor. No entanto, ainda precisamos aprender mais sobre como elas afetam a dor e como tratá-la.
O Que Sabemos Sobre o Transporte de Poliaminas
Nós identificamos algumas maneiras que as poliaminas se movem dentro das células, especialmente em estruturas conhecidas como lisossomos. Existem transportadores específicos para poliaminas que gerenciam seu fluxo dentro e fora das células. No entanto, ainda não está claro como as poliaminas se movem através da membrana plasmática, o que é vital para entender seu papel na sinalização da dor.
Identificando SLC45A4 como um Transportador Chave
Na nossa pesquisa, encontramos um gene chamado SLC45A4 que parece codificar um transportador que ajuda a mover poliaminas para fora das células. Quando analisamos dados de um grande estudo sobre dor crônica, descobrimos que certas variações nesse gene estavam ligadas à intensidade da dor que as pessoas sentiam. Isso sugere que SLC45A4 é realmente importante em como processamos a dor.
Ligações Genéticas à Percepção da Dor
A dor tem um componente genético, o que significa que a quantidade de dor que uma pessoa sente pode ser influenciada por seus genes. Usando dados de um grande estudo genético no Reino Unido, encontramos 29 mudanças genéticas específicas ligadas à intensidade da dor. Uma dessas mudanças está perto do gene SLC45A4, indicando sua potencial importância na percepção da dor.
Resultados do Estudo Biobank do Reino Unido
No Biobank do Reino Unido, um projeto de pesquisa em saúde em grande escala, os participantes relataram seus níveis de dor através de questionários em 2019. Analisamos esses dados e confirmamos uma ligação entre certos marcadores genéticos e a intensidade da dor. Entre esses marcadores, focamos no SLC45A4 devido ao seu papel como transportador.
SLC45A4 e Seu Impacto na Dor
As pesquisas indicam que o SLC45A4 não só transporta poliaminas, mas também pode influenciar como a dor é sentida. Vimos que mudanças nesse gene afetam uma ampla gama de características relacionadas à saúde, ressaltando sua importância. Sua influência se estende além da dor para vários fatores de saúde física e mental.
Entendendo a Funcionalidade do SLC45A4
Para entender melhor o que o SLC45A4 faz, analisamos sua estrutura e como funciona. O SLC45A4 tem semelhanças com um transportador de açúcar conhecido em plantas, mas desempenha funções diferentes em humanos. Descobrimos que o SLC45A4 pode transportar poliaminas e que responde a mudanças no ambiente, como a acidez da solução ao redor.
Expressão do SLC45A4 em Neurônios Sensoriais
Descobrimos que o SLC45A4 é altamente expresso em neurônios sensoriais, que são as células responsáveis por enviar sinais de dor. Especificamente, ele é prevalente nos gânglios da raiz dorsal (DRG) do sistema nervoso, onde está envolvido no processamento dos sinais de dor. Isso sugere que o SLC45A4 desempenha um papel vital em como a dor é transmitida do local da lesão para o cérebro.
Testes Comportamentais em Camundongos
Para investigar mais o papel do SLC45A4 na percepção da dor, geramos camundongos que não têm esse gene. Esses camundongos mostraram diferenças nas respostas à dor em comparação com os camundongos normais. Eles foram menos sensíveis ao calor e mostraram comportamentos de dor reduzidos em resposta ao formalina, uma substância usada para induzir dor em experimentos. Isso implica que o SLC45A4 é crucial para como os mamíferos processam a dor.
Efeitos na Função Nervosa
Fizemos testes para avaliar como o SLC45A4 impacta a função nervosa. Focamos em dois tipos de neurônios sensitivos: nociceptores peptidérgicos e não peptidérgicos. Os resultados mostraram que enquanto os nociceptores não peptidérgicos permaneceram normais, os nociceptores peptidérgicos nos camundongos knockout de SLC45A4 eram menos responsivos. Isso sugere que o SLC45A4 é necessário para o funcionamento adequado dessas células específicas sensíveis à dor.
Conclusão
Nossas descobertas sugerem que o SLC45A4 é um transportador significativo que afeta como sentimos dor. Ele desempenha um papel essencial em neurônios sensoriais e pode ser um alvo potencial para novos tratamentos para dor. Ao melhorar nosso entendimento do SLC45A4, podemos desenvolver melhores estratégias para gerenciar a dor crônica, ajudando milhões de pessoas que sofrem com essa condição debilitante.
Título: Identification of SLC45A4 as a pain gene encoding a neuronal polyamine transporter.
Resumo: 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 atualização: 2024-09-30 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.25.615046
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.25.615046.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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