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Os cientistas do noroeste descobrem do “o receptor wasabi” para a dor nos flatworms

Uma equipa de investigação da Universidade Northwestern descobriu como escaldando o calor e o ferimento do tecido active um receptor antigo da “dor” em animais simples. Os resultados podiam conduzir às estratégias novas para o projecto analgésico da droga para o tratamento dos seres humanos.

(E frequentemente primeiramente) o componente o mais simples de nossa experiência da dor é chamado o “nociception.” Isto refere o facto que os receptors dedicados em nosso corpo respondem rapidamente às condições potencial prejudiciais, tais como o calor ou ferimento extremo do tecido, aos reflexos protectores do salto-início -- como a remoção de uma mão de um fogão quente.

Os animais simples tais como sem-fins e insectos não sofrem a dor no sentido humano, mas usam sistemas de receptor nociceptive para dirigir longe das circunstâncias potencial prejudiciais.

Em um estudo publicado esta semana pela neurociência da natureza do jornal, o neurobiólogo do noroeste Marco Gallio e os colegas relatam que os flatworms do planarian, as moscas de fruto e os seres humanos podem usar um mecanismo genético molecular notàvel similar para responder a escaldar o calor, produtos químicos irritantes e ferimento do tecido.

“Esse os planarians usam o mesmo receptor molecular que moscas, os ratos e os seres humanos para detectar estímulos potencial prejudiciais ou nocivos do ambiente mostram um nível notável de conservação evolucionária,” disse Gallio, professor adjunto da neurobiologia na faculdade do noroeste de Weinberg das artes e as ciências e o autor correspondente do estudo.

Isto implica que nossos reflexos mais simples da dor têm muito em comum com aqueles da maioria outros de animais e que que cientistas aprendem fazendo a investigação básica nos sistemas os mais simples pode ter as reverberações que estendem toda a maneira ao tratamento da dor nos seres humanos.

Do “os flatworms Planarian são entre os animais os mais simples com um cérebro central, e são capazes de comportamentos activos tais como a caça e forrageando,” Gallio disse. “Como tal, são um grande modelo para compreender alguns dos princípios básicos de função de sistema nervoso.”

A equipa de investigação de Gallio encontrou que os planarians possuem sua própria variação de um receptor já famoso, o ankyrin potencial 1 do receptor transiente (TRPA1). TRPA1 é o mais conhecido como do “o receptor wasabi” nos seres humanos e como um sensor para os irritantes ambientais que causam a sensação da dor e do comichão. TRPA1 é um alvo principal para drogas analgésicas novas.

Em seu estudo, Gallio e os colegas descobriram que o planarian simples igualmente possui TRPA1 e que, como em seres humanos, controla as respostas aos produtos químicos irritantes. Em outras maneiras, contudo, o planarian TRPA1 era mais como o TRPA1 de mosca de fruto; um pouco do que sendo activado pela temperatura fria dolorosa (como o ser humano), provou essencial dirigir os sem-fins longe do calor perigoso.

Do “os sem-fins Planarian projetados para faltar TRPA1 pareceram completamente insensíveis ao calor potencial letal e arriscaram-se em nossa câmara experimental caloroso como se completamente inconsciente do perigo,” Gallio disse. “Isto era notável mas igualmente confundindo. Nós soubemos de outras experiências que o planarian TRPA1 não estêve activado directamente pela temperatura quente, como TRPA1s de outras espécies somos.”

Para testar mais este, os pesquisadores projectaram uma experiência ambiciosa. “Nós produzimos gene-trocas entre sem-fins do planarian, seres humanos e moscas,” Gallio disse.

“Nós descobrimos que o planarian TRPA1 (insensível ao calor, no seus próprios) e mesmo o gene TRPA1 humano (ativado pelo frio um pouco do que o calor) poderia salvar uma mosca de fruto do mutante TRPA1 e restaurar sua capacidade para responder a escaldar o calor. Isto era de excitação e confundindo,” disse.

A solução a este enigma veio de umas experiências mais adicionais, mostrando que o calor potencialmente perigoso causa a produção de um intermediário do produto químico em ambos os planarians e voa. Dano de tecido é acompanhado frequentemente da produção rápida de uma assinatura química compor da água oxigenada (H2O2) e da outra espécie reactiva do oxigênio (ROS).

“Nossos resultados demonstram que H2O2 e o explorador de saída de quadriculação estão produzidos igualmente escaldando o calor, e este cabe bem com o papel de TRPA1 como um receptor para uma variedade de produtos químicos irritantes, incluindo H2O2 e explorador de saída de quadriculação,” Gallio disse.

A ideia que Gallio e seus colegas propor é que quando um animal, for ele um sem-fim, uma mosca ou um ser humano, vem em contacto com temperaturas potencial prejudiciais, rapid, a produção localizada de H2O2 e o explorador de saída de quadriculação do tecido escaldado activa TRPA1 nos neurônios nociceptive, contribuir ao disparador de uma resposta de alarme que dirija o animal longe de um perigo mais adicional.

O laboratório de Gallio usa geralmente a drosófila da mosca de fruto (o organismo modelo estudado pelos receptores do prémio nobel deste ano para a fisiologia ou da medicina para descobertas no pulso de disparo circadiano) como um sistema modelo para estudar como o cérebro processa a informação simples sobre o ambiente. Para este trabalho, Gallio teamed acima com cristão Petersen, um professor adjunto no departamento de ciências biológicas moleculars em do noroeste, que usa flatworms como um modelo para a regeneração do órgão.

Os “Flatworms são um modelo menos comum na neurociência comportável, mas são bem examinados para que sua capacidade regenere um corpo inteiramente novo mesmo dos fragmentos pequenos do entalhe,” disse Petersen, um dos autores do papel. “Este trabalho demonstra a importância de estudar organismos modelo diversos para revelar os componentes conservados de um processo biológico complexo. O estudo abre a porta a dissecar a genética do comportamento e respostas ambientais usando planarians.”