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La ricerca sul controllo del dolore ha fatto un altro passo in avanti: è stato trovato un modo di attivare o disattivare la trasmissione del dolore tramite specifiche
frequenze della luce.
Chimici del LMU Munich in collaborazione con i colleghi di Berkeley e Bordeaux hanno realizzato, in laboratorio, esperimenti nei quali è stato
possibile inibire l'attività di neuroni sensibili al dolore utilizzando un agente che agisce da interruttore fotosensibile.
Secondo i ricercatori del LMU il metodo rappresenta, in primo luogo, uno strumento per verificare la neurobiologia del dolore.
Il sistema, sviluppato alla LMU, Ludwig-Maximilians-Universität München, dal gruppo di Dirk Trauner, professore di biologia chimica e genetica, è un composto chimico che hanno chiamato QAQ.
La molecola è composta da due parti funzionali, ognuna della quali contiene ammonio quaternario, che sono connesse da un doppio legame di azoto (N=N). Questo ponte forma un interruttore che può essere comandato con la luce. Irradiare con la luce di una specifica lunghezza d'onda fa cambiare forma alla molecola, da legata ad estesa. Cambiando la frequenza della luce si ottiene l'effetto inverso.
Una metà del QAQ assomiglia molto ad uno dei principi attivi della lidocaina, un anestetico locale molto utilizzato dai dentisti.
La lidocaina blocca la percezione del dolore inibendo l'azione di alcuni recettori che si trovano su specifici nervi della pelle, che rispondono al dolore e ne trasmettono i segnali alla colonna vertebrale.
I neurorecettori sono proteine che stanno sulla membrana esterna delle cellule del nervo e che possiedono pori deformabili che si aprono in presenza di appropriati stimoli funzionando da condotti che permettono a ioni elettricamente caricati di passare dentro e fuori dalle cellule. Il canale obbiettivo della QAQ risponde al calore permettendo
il passaggio a ioni di sodio caricati positivamente nella cellula. Ciò altera il
potenziale elettrico lungo la membrana che porta alla trasmissione dell'impulso nervoso.
Nei loro esperimenti i ricercatori hanno sfruttato il fatto che la QAQ percola attraverso canali di ioni endogeni per portare la molecola nelle cellule nervose.
Questo è un passo fondamentale perché il suo luogo di azione è situato sul lato interno del canale di ioni.
Oltre a ciò, la parte simil-lidocaina della QAQ si lega all'obbiettivo solo se la molecola è nella sua forma estesa. Quando le cellule sono state irradiate con luce della
frequenza di 380 nm che lega il ponte, la trasmissione del segnale era riattivata in ragione di millisecondi, mentre l'esposizione ad una luce della frequenza di 500 nm riportava la molecola allo stato esteso inibendo la trasmissione.
L'effetto analgesico è stato confermato utilizzando un modello animale.
Secondo Timm Fehrentz, uno dei ricercatori, l'applicazione terapeutica di questa scoperta è ancora lontana.
Uno problemi da risolvere, per esempio, è nel fatto che per ottenere i
risultati trovati è stata usata una luce monocromatica che non può penetrare la pelle umana, e quindi, per l'applicazione terapeutica, bisognerà risolvere anche questo problema.
La ricerca continua.
La pubblicazione: Rapid optical control of nociception with an ion-channel photoswitch
A. Mourot, T. Fehrentz, Y. Le Feuvre, C.M. Smith, C. Herold, D. Dalkara, F. Nagy, D. Trauner & R.H. Kramer
Nature Methods, 19.2.2012
doi: 10.1038/nmeth.1897
Ludwig-Maximilians-Universität München
(MDN)
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