Kom ihåg hur det kändes när du senast brände fingret på en het spis? Föreställ dig hur det är att ha den brännande smärta i händer eller fötter hela tiden och vet att det finns praktiskt taget inget du kan göra åt det.
Det kallas neuropatisk smärta, och det är en vanlig komplikation av många sjukdomar och medicinska tillstånd, särskilt diabetes. Droger har liten effekt på denna typ av smärta, som orsakas av skador på sensoriska nervceller som förmedlar smärta, temperatur och tryck signaler till och från hjärnan.
Nu, forskare vid VA Ann Arbor Healthcare System och University of Michigan Medical School har utvecklat ett sätt att blockera de signaler som ansvarar för neuropatisk smärta. Hemligheten till deras framgång bygger på ett virus som kallas herpes simplex eller HSV - samma virus som orsakar munsår och genital herpes. Forskarna använder ett funktionshinder i form av viruset, en så kallad vektor, för att leverera gener till kärnan av neurala celler.
En studie som publicerades idag i juni 2005 av Annals of Neurology beskriver hur laboratorieråttor med nervskador visade mycket mindre smärta i samband med beteende efter att ha fått injektioner av HSV-baserade vektor, som innehöll en gen som kallas GAD, eller glutaminsyradekarboxylas. Behandlingen är smärtstillande effekten varade upp till sex veckor, och ännu längre hos råttor som fick ytterligare injektioner.
Studien är den första att visa en framgångsrik användning av genöverföring teknik, med hjälp av en herpes virala vektorer för att behandla perifer neuropatisk smärta hos djur. Baserat på deras framgång i liknande studier med försöksdjur, hoppas forskarna att genomföra den första kliniska studien hos människor snart.
"Vi använder vektorn att ge riktat gen leverans till nervsystemet", säger David J. Fink, MD, Robert W. Brear professor i neurologi vid UM Medical School och personal neurolog vid VA Ann Arbor Healthcare System, som co -regisserade forskningsstudie. "I detta fall försöker vi inte att rätta till en genetisk defekt. Vårt mål är helt enkelt att leverera en gen i sensoriska nervceller, så att dess produkt kan användas för att blockera överföringen av smärtsignaler från skadade nerver till hjärnan."
Efter att gener som gör det möjligt för herpes simplex virus att infektera en människa värd, VA / UM forskarna använda den som en bärare för att leverera GAD till kärnan av nervceller i den dorsala ganglion nära ryggraden. I tidigare studier har forskarna bekräftat att vektorn finns kvar i dorsala ganglion, utan ett enzym som uttryckts av GAD-genen flyttas till nervändslut i ryggmärgen där det utlöser produktion av en kraftfull signalsubstans som kallas GABA.
"GABA är den viktigaste inhibitoriska neurotransmittorn i nervsystemet", Fink säger. "Det är som en hall monitor för nervsystemet, den dämpar ner neurotransmission mellan celler att hålla saker tyst Du kan inte ha alla neuron prata med alla andra neuron hela tiden eller om du skulle ha kaos.."
Andra forskare har visat att minskad GABA aktivitet i ryggmärgen bidrar till utvecklingen av neuropatisk smärta, enligt Fink.
Läkare har läkemedel som blockerar neural överföring Genom att imitera handlingar hämmande ämnen som GABA, men det är svårt att ge dessa läkemedel i adekvata doser, eftersom samma läkemedel som blockerar smärtan också stör hjärnans aktivitet, medan personer dåsiga och oförmögen att tänka klart.
"Vad vi behöver är ett sätt att frigöra GABA i ryggmärgen där det kan selektivt blockera smärtsignaler från perifera nerver", säger Fink. "Om vi kan hindra överföring av signalen vid det första neurala synapsen, kommer det aldrig att nå hjärnan och du kommer inte känna smärta."
Det är där herpes-baserade vektor kommer in Även om forskarna kan använda många typer av vektorer för att överföra gener i levande celler, har HSV en naturlig förmåga att resa långa sträckor längs nervtrådarna att nå neurala cellens kärna, vilket gör det till ett perfekt genen leverans fordon för användning i nervsystemet.
"När vi tillföra våra HSV genen bärare under huden på ett laboratorium råtta är vektorn tas upp av sensoriska nervändar i djurets hud och transporteras via axonet tillbaka till den sensoriska organ ganglierna cellen bredvid ryggmärgen", säger Shuanglin Hao, MD, Ph.D., en UM forskning utredare och första författare till studien.
"Eftersom vektorn saknar grundläggande virala gener för replikering är det fortfarande i kärnan uttrycka enzymet GAD, som utlöser nerv terminaler i ryggmärgen att släppa GABA," Fink tillägger. "Så länge det GAD-genen är aktiv kommer GABA fortsätta att översvämma ryggmärgen och blockerar överföringen av smärtsignaler till hjärnan."
I försök som redovisas i Annals of Neurology papper, VA / UM forskare fästs en nervrot i ischiasnerven som leder till vänster bakre tass med åtta råttor i studien. Kopplingsförbehåll bort nervrot gör nerv degenererade och frigöra ämnen som orsakar smärta, enligt Fink. En andra grupp av åtta råttor fick sham operation, utan skador på sina ischiasnerven. En tredje grupp fungerade som normala kontroller.