Poprzez eksperymenty na myszach zakażonych opryszczką wirusnaukowcy odkryli czujnik układu odpornościowego, który wykrywa fragmenty wirusa i pobudza neurony związane z bólem, niezależnie od stanu zapalnego.
Naukowcy odkryli, że STING, czujnik immunologiczny, po aktywacji przez wirus wywołuje ból niezależnie od stanu zapalnego DNA. Odkrycie to może prowadzić do nowych metod leczenia bólu podczas infekcji wirusowych, w tym COVID 19bez wpływu na układ odpornościowy.
Badanie przeprowadzone przez naukowców z Brazylii, Stanów Zjednoczonych i Korei Południowej, opublikowane w czasopiśmie Mózg, zachowanie i odpornośćbada, w jaki sposób infekcje wirusowe prowadzą do bólu i ma na celu przyczynienie się do opracowania nowych metod łagodzenia bólu.
Artykuł pokazuje, że kanał pośredniczący w bólu może zostać aktywowany, gdy czujnik układu odpornościowego znany jako STING (stymulator genów interferonu) rozpozna pewne kwasy nukleinowe, takie jak wirusowe DNA. STING jest kluczowym elementem wrodzonego układu odpornościowego obecnym w nocyceptorach, zakończeniach komórek nerwowych, które inicjują odczuwanie bólu.
Naukowcy przeanalizowali myszy zakażone wirusem opryszczki pospolitej 1 (HSV-1), bliskim krewnym wirusa ospy wietrznej i półpaśca (VZV), który powoduje ospę wietrzną i półpasiec. Doszli do wniosku, że usunięcie STING z nocyceptorów spowodowało znaczną redukcję bólu bez wpływu na stan zapalny i miano wirusa.
Naukowcy uważają, że odkrycie, że szlak sygnałowy STING jest bezpośrednio powiązany z bólem, niezależnie od stanu zapalnego, może mieć również zastosowanie w przypadku innych infekcji wirusowych i bakteryjnych, w tym COVID-19. Badania wykazujące wywołującą ból interakcję pomiędzy SARS-CoV-2 i STING zostały niedawno zgłoszone.
Mechanizmy wywoływania bólu
Ból jest często jednym z pierwszych objawów infekcji, ale procesy, w wyniku których jest on wywoływany, są słabo poznane. Komórki odpornościowe normalnie rozpoznają wirusowe kwasy nukleinowe, które aktywują receptory i sygnalizację wirusową, wywołując odpowiedź immunologiczną. Te receptory i sygnały wirusowe są obecne w nocyceptorach.
„W tym artykule pokazujemy, że rozpoznawanie części wirusa, prawdopodobnie DNA, przez STING bierze udział w procesie indukcji bólu. Wydaje się, że przynajmniej część tego procesu jest bezpośrednio powiązana z aktywacją neuronów, a nie ze stanem zapalnym. To otwiera różne perspektywy. Najważniejsze pytanie brzmi teraz, czy może to zwiększyć podatność jednostki na zakażenie” – powiedział Agência FAPESP Thiago Mattar Cunha, współautor artykułu. Cunha jest profesorem w szkole medycznej Ribeirão Preto (FMRP-USP) na Uniwersytecie w São Paulo w Brazylii. Drugim autorem korespondencyjnym jest Temugin Berta, profesor nadzwyczajny w College of Medicine Uniwersytetu Cincinatti w Stanach Zjednoczonych.
Cunha wyjaśnił, że grupa skupia się na roli tego mechanizmu w ochronie pacjenta przed infekcją, aby opracować strategie terapeutyczne pozwalające uniknąć bólu bez wpływu na układ odpornościowy.
„Ból zawsze kojarzono z procesem zapalnym, jednak w ostatniej dekadzie w literaturze naukowej pojawiła się nowa koncepcja sugerująca, że mikroorganizmy – bakterie i grzyby – mogą go aktywować za pomocą swoich „produktów”. Niedawno badania wykazały, że wirusy mogą aktywować neurony nocyceptywne poprzez ekspresję pewnych receptorów, takich jak STING. Postanowiliśmy zbadać tę ścieżkę” – powiedział Cunha, który jest członkiem Centrum Badań nad Chorób Zapalnych (CRID), Centrum Badań, Innowacji i Upowszechniania (RIDC) finansowanego przez FAPESP.
W 2017 roku Cunha jest współautorem artykułu opublikowany w Journal of Neuroscience pokazując to mechanizmy immunologiczne wyzwalane przez VZV, po reaktywacji, zmieniają funkcjonowanie neuronów czuciowych i powodują neuralgię opryszczkową.
W tamtym czasie jednym z osiągnięć badań przeprowadzonych w CRID była walidacja modelu zwierzęcego do badania mechanizmów molekularnych związanych z neuralgią opryszczkową, wykorzystanego również w badaniach opisanych w najnowszym artykule. Ponieważ VZV nie zakaża myszy, grupa wykorzystała HSV-1, pokrewny mikroorganizm, który może powodować zmiany skórne w jamie ustnej i narządach płciowych u ludzi.
Ospa wietrzna, wysoce zaraźliwa infekcja wirusowa powodująca swędzącą, pęcherzową wysypkę na skórze, jest typową chorobą wieku dziecięcego. W większości przypadków ma przebieg łagodny, ale czynnik wywołujący VZV pozostaje w organizmie na zawsze i po latach może się reaktywować, powodując półpasiec (który często dotyka osoby zakażone HIV/AIDS).
Brazylia nie posiada spójnych danych na temat częstości występowania ospy wietrznej, ponieważ zgłaszanie jest obowiązkowe tylko w przypadku ciężkich przypadków wymagających hospitalizacji i zgonów z powodu tej choroby. Jednak według szacunków Ministerstwa Zdrowia liczba nowych przypadków rocznie wynosi około 3 miliony. Jakiś analiza epidemiologiczna przeprowadzone w maju 2024 r. wykazało, że w latach 2013–2023 z powodu zakażeń VZV hospitalizowano 25 605 osób, z czego 26% było w wieku 70–79 lat.
Proces
Aktywacja STING tradycyjnie „rekrutuje” białko TBK1, które indukuje produkcję interferonów, cząsteczek niezbędnych do odpowiedzi immunologicznej. Badanie wykazało jednak, że hamowanie TBK1 zmniejsza ból, podczas gdy blokowanie interferonów nie daje efektu, co sugeruje, że STING może wywoływać ból odrębnymi i niezależnymi drogami.
Badanie wykazało również, że aktywacja STING aktywowała kanał jonowy TRPV1, prowadząc do depolaryzacji nocyceptorów. Ten mechanizm potranskrypcyjny jest także nowym odkryciem wykraczającym poza to, co już było wiadomo o sygnalizacji STING.
Odniesienie: „Rozpoznawanie wirusowego dsDNA przez nocyceptory za pomocą STING pośredniczy w bólu u myszy” autorstwa Sang Hoon Lee, Fabio Bonifacio, Arthur Silveira Prudente, YI Choi, Jueun Roh, Beatriz Lima Adjafre, Chul-Kyu Park, Sung Jun Jung, Thiago M. Cunha i Temugin Berta, 22 lipca 2024 r., Mózg, zachowanie i odporność.
DOI: 10.1016/j.bbi.2024.07.013
