'Wasabi-receptor' kan behandelingen voor chronische pijn bevorderen
Scorpion-toxine richt zich op de "wasabireceptor", een specifieke receptor in zenuwcellen die mensen helpt te reageren op wasabi, sigarettenrook en milieuverontreinigende stoffen. Volgens nieuw onderzoek betekent het ongebruikelijke werkingsmechanisme van het toxine dat het wetenschappers kan helpen meer te leren over chronische pijn.
Onderzoekers van de University of California, San Francisco (UCSF) en de University of Queensland in Brisbane, Australië, voerden het onderzoek uit.
Voor het onderzoek isoleerden de wetenschappers een toxine genaamd WaTx uit het gif van de Australische Black Rock-schorpioen.
Ze ontdekten dit toxine toen ze onderzoek deden naar dierlijke gifverbindingen die zich zouden kunnen richten op de wasabi-receptor, die in het hele menselijk lichaam aanwezig is in sensorische zenuwcellen.
De bevindingen van de studie verschijnen in het tijdschrift Cel.
Hoe schorpioentoxines de zenuwen beïnvloeden
Het doel van de wetenschappers bij het isoleren van verbindingen in gif was uiteindelijk het bestuderen van de wasabi-receptor, een sensorische receptor die ook wel TRPA1 wordt genoemd.
Bij activering gaat deze receptor open en kunnen ionen in de cel stromen, wat pijn en ontsteking veroorzaakt.
"Beschouw TRPA1 als het‘ brandalarm ’van het lichaam voor chemische irriterende stoffen in de omgeving,” zegt John Lin King, een doctoraatsstudent aan het UCSF-afstudeerprogramma voor neurowetenschappen en hoofdauteur van het onderzoek.
"Wanneer deze receptor een potentieel schadelijke verbinding tegenkomt - in het bijzonder een klasse chemicaliën die bekend staat als 'reactieve elektrofielen', die aanzienlijke schade aan cellen kunnen veroorzaken - wordt deze geactiveerd om u te laten weten dat u wordt blootgesteld aan iets gevaarlijks dat u moet verwijder jezelf van. "
Andere stoffen die elektrofielen bevatten die TRPA1 kunnen activeren, zijn onder meer sigarettenrook en milieuverontreinigende stoffen.
Deze irriterende stoffen veroorzaken een reactie in de oppervlaktecellen van de luchtwegen, wat kan leiden tot ontstekingen en hoestbuien en ademhalingsproblemen kan veroorzaken.
Chemische stoffen in specifieke voedingsmiddelen, zoals wasabi, mosterd, gember, knoflook en uien, kunnen ook een reactie in zenuwcellen genereren door zich op deze receptor te richten.
Hoe het wasabi-receptortoxine anders is
Hoewel het schorpioentoxine de wasabi-receptor op dezelfde manier triggert als deze andere stoffen, door dezelfde plaatsen op de receptor te gebruiken, activeert het het op een andere manier. Dit mechanisme was voorheen onbekend.
Het team ontdekte dat WaTx een bepaalde reeks aminozuren bevat waardoor het rechtstreeks door het membraan van een cel naar het binnenste kan gaan. Dit is een ongebruikelijke prestatie, waar maar weinig andere eiwitten toe in staat zijn.
Door zichzelf op deze manier in de cel te dwingen, omzeilt WaTx de typische route die beperkt wat er kan binnenkomen.
Nadat het door het celmembraan is gegaan, hecht WaTx zich aan dezelfde plaats op TRPA1 waarop verbindingen van wasabi en andere irriterende stoffen zich richten, maar de onderzoekers zeggen dat dit "is waar de overeenkomsten eindigen."
Terwijl WaTx alleen pijn veroorzaakte, veroorzaakten de andere verbindingen zowel pijn als ontsteking.
Potentieel voor het bestuderen van chronische pijn
De onderzoekers zijn van mening dat hun studie kan helpen om het begrip van acute pijn te vergroten en om het verband tussen chronische pijn en ontsteking te verduidelijken.
Voorafgaand aan deze studie waren de onderzoekers van mening dat er geen manier was om onderscheid te maken tussen chronische pijn en ontsteking in een laboratoriumomgeving, maar dit onderzoek heeft aangetoond dat deze veronderstelling niet waar is.
“Het was verrassend om een toxine te vinden dat direct door membranen kan gaan. Dit is ongebruikelijk voor peptidetoxines ”, zegt Lin King.
"Maar het is ook spannend, want als je begrijpt hoe deze peptiden door het membraan komen, kun je ze misschien gebruiken om dingen - bijvoorbeeld medicijnen - in de cel te brengen die normaal niet door membranen heen kunnen."
John Lin King
In dat verband legt Lin King uit dat deze ontdekking zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe, niet-opioïde medicijnen om chronische pijn te behandelen.
