Studie upends konvenční pohled na opioidní mechanismus účinku

Obrázek

Obraz, Drs Miriam Stoeber a Damien Jullié

Fluorescenční mikrofotografie z neuronových buněk těla ukazující umístění opioidní receptor aktivace detekován nový biosenzor bezprostředně před (levý panel) a 20 sekund po (pravý panel) aplikace morfinu. Šipka ukazuje na Golgiho aparát, místo uvnitř buněčného těla, na kterém jsou receptory aktivovány morfinem (stejně jako řadou dalších nepeptidových opioidních léčiv), ale nikoli peptidovými ligandy.

nový objev ukazuje, že opiáty používané k léčbě bolesti, jako je morfin a oxykodon, vyrábět své účinky vazbou na receptory uvnitř neurony, na rozdíl od konvenční moudrost, že jednali pouze na stejné receptory jako endogenní opioidy, které jsou produkovány přirozeně v mozku. Nicméně, když vědci financovaný Národní Institut na Zneužívání Drog (NIDA) použity nové molekulární sondy pro test, že společný předpoklad, zjistili, že lékařsky používané opioidy také vázat na receptory, které nejsou cíl pro přirozeně se vyskytující opioidy. NIDA je součástí národních institutů zdraví.

Tento rozdíl mezi tím, jak lékařsky používané a přirozeně opioidy komunikovat s nervovými buňkami může pomoci průvodce design bolesti, které nevytvářejí závislost nebo jiné nežádoucí účinky, které morfin a další opioidní léky.

„Tato průkopnická studie odhalila významné rozdíly mezi opioidy, které náš mozek dělá přirozeně a terapeutické opioidy, které mohou být zneužity,“ řekl NIDA Ředitel Nora D. Volkow, M. D. „Tyto informace mohou být využity pro lepší pochopení potenciální nežádoucí akce lékařsky předepsané opiáty a jak manipulovat s endogenní systém pro dosažení optimálních léčebných výsledků bez nezdravých vedlejší účinky, tolerance, závislost, nebo závislost.“

Přirozeně se vyskytující opioidy a lékařsky používané opioidy podobně vázat na µ-opioidní receptor, členem rozsáhlé rodiny proteinů známých jako G protein-coupled receptory (GPCRs). Nedávné pokroky v pochopení trojrozměrné struktury GPCRs umožnily výzkumníkům vytvořit nový typ protilátek biosenzor, který se nazývá nanobody, který generuje fluorescenční signál, když GPCR je aktivován. To umožňuje vědcům sledovat chemikálie, jak se pohybují buňkami a reagují na podněty.

Pomocí tohoto nanobody, vědci poprvé ukázali, že když přirozeně se vyskytující opioidy se váže na a aktivuje mu-receptorů na povrchu neuronů, receptorové molekuly vstoupit do buňky uvnitř, co je známo jako endosome. Tam zůstává mu-receptor aktivován po dobu několika minut, což samo o sobě bylo novým objevem, protože se věřilo, že opioidní receptor je aktivován pouze na povrchu nervových buněk. Proteiny, které interagují s receptory na buněčném povrchu, řídí všechny druhy biologických procesů a poskytují cíle pro terapeutickou intervenci.

s opioidními léky však vědci provedli dva další objevy. Za prvé, existují velké rozdíly v celé řadě klinicky relevantních opioidních léčiv v tom, jak silně indukují aktivaci receptoru v endosomech. Za druhé, opioidní léky jedinečně indukují rychlou nanobody signalizaci, během desítek sekund, ve vnitřní buněčné struktuře známé jako Golgiho aparát v hlavním těle neuronu. Další výzkum ukázal, že terapeutické opioidy také jedinečně aktivují Mu-opioidní receptory v příbuzných strukturách, známých jako Golgiho základny, v dlouhých, rozvětvených strukturách neuronů.

na Základě těchto zjištění, vědci předpokládají, že aktuální lékařsky používané opioidy narušit normální a prostorová posloupnost µ-opioidní receptor aktivace a signalizace. Toto zkreslení může poskytnout mechanistické odkaz, který vysvětluje nežádoucí vedlejší účinky opioidních léků naznačuje nové možnosti pro navrhování agentů, které nevytvářejí závislost nebo jiné nežádoucí účinky spojené s těmito léky.

„Tento nový biosenzor otevírá naše oči na dosud neznámou úroveň rozmanitosti a specifičnosti v buněčné akce opiáty,“ řekl Dr. Miriam Stoeber, studie je první autor. Dr. Mark von Zastrow, hlavní autor studie, dodal: „byli jsme překvapeni, když jsme viděli, že léky, jako je morfin, aktivují opioidní receptory v místě, kde se přirozeně vyskytující opioidy ne.“

článek



+