Naukowcy badają skuteczność przeciwciała skierowanego przeciwko cząsteczce adhezyjnej komórek 1 w łagodzeniu aktywacji neuronów wywołanej bólem.
Białka powierzchniowe komórki są niezbędne do ułatwiania komunikacji komórkowej i wykrywania zmian w środowisku zewnątrzkomórkowym. Ich zdolność do reagowania na sygnały zewnętrzne poprzez modulowanie wewnętrznej aktywności biologicznej komórki gospodarza czyni je cennymi celami interwencji terapeutycznych.
Jedno z takich białek, cząsteczka adhezji komórkowej 1 (CADM1), ulega ekspresji w różnych typach komórek, w tym w neuronach, komórkach nabłonka dróg oddechowych, komórkach nabłonka endometrium i komórkach tucznych. Niedawno zidentyfikowano przeciwciało 3E1, które wiąże się specyficznie z domeną zewnątrzkomórkową CADM1, jako obiecujące narzędzie do ukierunkowanego dostarczania leków do komórek wyrażających CADM1.
Biorąc pod uwagę wysoką ekspresję CADM1 w nerwach obwodowych i dystrybucję wzdłuż neurytów, pojawiło się pytanie, czy przeciwciała anty-CADM1 mają wpływ na aktywność biologiczną nerwów.
Badanie wpływu przeciwciał anty-CADM1
Profesor Akihiko Ito i dr Fuka Takeuchi z Katedry Patologii Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu Kindai w Japonii postanowili szukać odpowiedzi na to kluczowe pytanie. Zbadali wpływ przeciwciał anty-CADM1 na aktywność neuronów, a ich odkrycia opublikowano niedawno w czasopiśmie Nauki o Życiu.
Zespół wstrzyknął 3E1, przeciwciało ektodomenowe skierowane przeciwko CADM1, pod skórę myszy, aby zbadać jego lokalizację na włóknach nerwowych. Badania immunohistochemiczne i immunofluorescencyjne wykazały, że wstrzyknięty 3E1 był zlokalizowany wyłącznie na nerwach obwodowych w skórze właściwej.
Główny autor badania, prof. Ito podkreśla: „Ponieważ CADM1 może rekrutować receptory neuronalne do osocze postawiliśmy hipotezę, że to nagromadzenie 3E1 może osłabić wrażliwość neuronów, tj. mieć działanie przeciwbólowe, poprzez zmianę ekspresji CADM1 na włóknach nerwowych. Jednak według naszej wiedzy nie przeprowadzono żadnych badań, które próbowałyby opracować leki hamujące CADM1 w nerwach”.
Działanie przeciwbólowe badano za pomocą testu bólu chemiczno-zapalnego wywołanego formaliną i analizy zachowania nagranej na wideo 6, 12 i 24 godzin po wstrzyknięciu. Myszy, którym wstrzyknięto 3E1, wykazywały mniej zachowań związanych z bólem w porównaniu z grupą kontrolną, a działanie przeciwbólowe trwało do 24 godzin, czyli znacznie dłużej niż czas trwania od 5 do 8 godzin zgłaszany dla lewobupiwakainy, środka znieczulającego miejscowo.
Dalsze badania obejmowały pierwotne hodowle komórek zwojowych korzenia grzbietowego myszy w celu zbadania stymulacji neuronów. Obrazowanie żywych komórek potwierdziło, że 3E1 zlokalizowało się w neurytach, a analiza białek ujawniła, że 3E1 utworzyło kompleks z CADM1 i zmniejszyło ekspresję CADM1. Do wywołania stymulacji mechanicznej wykorzystano femtosekundowy impuls lasera, przy czym fluorescencja wapnia (Fluo-8) wizualizowała stymulację neuronów. Badanie ujawniło, że przekazywanie nerwowe było znacząco stłumione w komórkach traktowanych 3E1.
Warto zauważyć, że w tym badaniu nie zaobserwowano paraliżu ani zaburzeń zachowania u leczonych myszy, co sugeruje, że 3E1 działa preferencyjnie na nerwy czuciowe, a nie na nerwy ruchowe.
3E1: Bezpieczniejsza alternatywa w leczeniu bólu
Efekty 3E1 wyróżniają się w dziedzinie leczenia bólu, ponieważ trwające dziesięć lat wysiłki mające na celu opracowanie skutecznych leków zawierających przeciwciała na chorobę zwyrodnieniową stawów i ból przewlekły zakończyły się ograniczonym sukcesem. Pomimo początkowych obietnic, przeciwciała takie jak tanezumab, fazynumab i fulranumab, które są skierowane przeciwko czynnikowi wzrostu nerwów (NGF), napotkały niepowodzenia z powodu poważnych skutków ubocznych, takich jak niedokrwienie i martwica tkanek. W przeciwieństwie do tych inhibitorów NGF, 3E1 oferuje nową i bezpieczniejszą strategię łagodzenia bólu z mniejszą liczbą wad i większym potencjałem terapeutycznym.
Ogólnie rzecz biorąc, unikalna cecha przeciwciała 3E1 polegająca na gromadzeniu CADM1 na błonie komórkowej pomaga w jego aktywności biologicznej, a pojedyncze wstrzyknięcie zapewnia ulgę w bólu na dzień lub dłużej, bez paraliżu motorycznego i toksyczności.
Rozwijając znaczenie swoich odkryć, profesor Ito z entuzjazmem stwierdził: „Identyfikacja przeciwciała, które po wstrzyknięciu samoistnie gromadzi się w nerwach, wywołując efekt przeciwbólowy, prawdopodobnie otworzy nowe pole odkrywania „przeciwciałowych środków znieczulających”. Wierzymy, że niniejsze badanie jest wyjątkowe i znaczące, ponieważ przedstawiło cząsteczki adhezyjne jako nowe cele, a nasze próby humanizowania 3E1 i powstałych klonów mają zaowocować długo działającymi lekami przeciwbólowymi”.
Odniesienie: „Uśmierzanie bólu u myszy przez przeciwciało o wysokim powinowactwie do cząsteczki adhezji komórkowej 1 na nerwach” autorstwa Fuka Takeuchi, Man Hagiyama, Azusa Yoneshige, Akihiro Wada, Takao Inoue, Yoichiroh Hosokawa i Akihiko Ito, 22 sierpnia 2024 r., Nauki o Życiu.
DOI: 10.1016/j.lfs.2024.122997
