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Come il veleno dalle lumache marine del cono può essere utilizzato nella terapia di dolore

Conotoxins è peptidi bioactive trovati nel veleno che le lumache marine del cono producono per il bloccaggio e la difesa della preda. Sono usati come strumenti farmacologici per studiare la segnalazione di dolore e per avere il potenziale di trasformarsi in in una nuova classe di analgesici. Fin qui, più di 10.000 sequenze del conotoxin sono state scoperte. Il professore associato Markus Muttenthaler dalla facoltà di chimica all'università di Vienna ed i suoi colleghi dall'università di Queensland in Australia sono esperti in materia della scoperta della droga del veleno ed ora hanno fornito una generalità sullo status quo della ricerca del conotoxin nel giornale classe superiora “esami chimici„. In un altro studio recentemente pubblicato, i ricercatori ancora hanno sviluppato le versioni fluorescente contrassegnate del conotoxin per visualizzare i ricevitori di dolore in celle.

La lumaca predatore marina del cono è ben nota per la sua efficace strategia di envenomation, che aiuta l'animale relativamente lento a catturare la loro preda quali il pesce o i molluschi ed a difendersi. La lumaca del cono paralizza ed uccide la loro preda con l'aiuto di un cocktail molto selettivo e potente dei peptidi del veleno, che è iniettato nella preda attraverso un ago di stampa del tipo di arpone.

Le lumache del cono possono gestire la loro composizione nel veleno dipendendo se cercano o si difendono. Per la ricerca di dolore, siamo particolarmente interessati nel veleno di una lumaca di difesa del cono, poichè la sua composizione è puntata su che causa il dolore e le sue diverse componenti possono essere usate per studiare le vie di dolore.„

Markus Muttenthaler, istituto di biochimica, università di Vienna

Alta diversità delle specie e dei composti

Fin qui, le 750 specie stimate di lumache del cono sono conosciute. Un veleno tipico contiene le centinaia a migliaia di peptidi bioactive, con le lunghezze tipiche di 10 - 40 amminoacidi. Questi conotoxins video le strutture ben definite e del tipo di proteina, che sono stabilizzate attraverso le strutture multiple del legame bisolfurico. Conotoxins è egualmente attivo sui ricevitori umani (per esempio, canali ionici), che è di interesse particolare mentre possono essere usati così come strumenti per studiare le vie di dolore in esseri umani.

“Conotoxins ha rivoluzionato la ricerca di dolore dalla loro potenza straordinaria e la selettività ci permette di studiare i diversi sottotipi dei canali ionici, di cui non era possibile prima,„ spiega Markus Muttenthaler. Con l'aiuto dei conotoxins, i ricercatori possono ora definire la pertinenza fisiologica come pure patologica dei sottotipi differenti del ricevitore.

Un conotoxin già ha ricevuto l'FDA-approvazione (Prialt®) per il trattamento di dolore cronico severo. Direttamente è amministrato al midollo spinale in cui specificamente blocca un sottotipo di trasmissione del canale ionico di dolore - “è 1.000 volte più potente della morfina e non avvia sintomi di dipendenza, che è un grande problema con l'opioide droga„, dice Muttenthaler. La ricerca corrente ora mette a fuoco sui conotoxins che potrebbero già mirare alle terminazioni nervose fuori del midollo spinale, che faciliterebbe l'amministrazione. “Questo ci permetterebbe di intercettare il segnale di dolore prima che fosse trasmesso nel sistema nervoso centrale.„

Facendo uso dei conotoxins per i nuovi metodi

I nuovi avanzamenti analitici nei campi del venomics, del proteomics e del transcriptomics piombo negli ultimi anni alla scoperta di molte nuove sequenze del conotoxin. La sintesi e la caratterizzazione farmacologica, tuttavia, è comparativamente più che richiede tempo.

Conotoxins può ancora essere functionalized e fornire i cavi eccezionali per le nuove sonde molecolari: In altro documento pubblicato “nel giornale australiano di chimica„, i ricercatori hanno sviluppato una nuova metodologia per contrassegnare i conotoxins ed usarli per prevedere i canali ionici in celle. Questi strumenti sono importanti per una migliore comprensione della biologia complessa dietro dolore, che è una causa principale dell'inabilità nel mondo.

Source:
Journal reference:

Jin, A-H., et al. (2019) Conotoxins: Chemistry and Biology. Chemical Reviews. doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00207.