نهج جديد لتطوير علاج الألم المزمن

حدد علماء معهد وايزمان للعلوم جزيئًا ينقل إشارات الألم في الجهاز العصبي المحيطي

سيعاني حوالي ربع سكان العالم من الألم المزمن في مرحلة ما من حياتهم. على عكس الألم الحاد، مثل ذلك الناجم عن ضربة بمطرقة على الإصبع، فإن الألم المزمن ليس بالضرورة أن يكون له سبب محدد، وقد يستمر لسنوات أو حتى مدى الحياة. قد يؤدي الألم المزمن إلى الإضرار بالصحة العقلية والجسدية ويؤدي إلى انخفاض القدرة على العمل والإدمان على المخدرات. في دراسة جديدة نشرت اليوم في المجلة العلمية Science، يقدم علماء معهد وايزمان للعلوم نهجًا أصليًا لعلاج هذه المشكلة من خلال التركيز على مسار نقل إشارات الألم في خلايا الجهاز العصبي المحيطي.

يبدأ الإحساس بالألم في الخلايا العصبية التي تنقل المعلومات من الجلد إلى الجهاز العصبي المركزي. إن تلف هذه الخلايا العصبية الحسية، نتيجة مرض أو إصابة، قد يسبب "قصرًا" - أي إرسال إشارات الألم بشكل مستمر دون سبب محدد. يقوم البروفيسور مايك فينزيلبر من قسم العلوم الجزيئية الحيوية في المعهد بإجراء أبحاث على الجزيئات التي تحمل إشارات البروتين في الخلايا العصبية الحسية. تعمل هذه الجزيئات، المعروفة باسم المستوردات والموجودة في كل خلية، كحاملات شحن يتم نقلها إلى نواة الخلية، وبالتالي تتحكم بشكل فعال في الوصول إلى الجينات الموجودة في النواة. هذا الدور الذي تؤديه المستوردات له معنى فريد في الجهاز العصبي المحيطي: فالخلايا التي يتكون منها تكون طويلة ورقيقة للغاية، ويمكن أن يستغرق مرور الرسائل الجزيئية من النهايات العصبية إلى نواة الخلية عدة ساعات أو حتى أيام.

ولاختبار تورط المستوردات في الألم المزمن، قام الباحثون، بقيادة الدكتورة ليتيزيا ماربليدي من مجموعة أبحاث البروفيسور فينزلفر، بفحص الفئران التي تحمل طفرات مختلفة في المستوردات؛ وتمت هندسة هذه الفئران في مختبر البروفيسور مايكل بدر في مركز ماكس ديلبروك في برلين، والذي كان شريكاً في البحث الذي أجري بدعم من مجلس البحوث الأوروبي (ERC). بعد التجارب، اكتشف الباحثون أن مادة مستوردة معينة (alpha-3) هي في الواقع المادة المستوردة الوحيدة المشاركة في التحكم في مسارات إشارات الألم.

المركبات التي حددناها هي نوع من المسار السريع للعلاج الدوائي للألم - وهو دليل على أنه من الممكن استخدام الأدوية التي تمت الموافقة عليها بالفعل لأغراض أخرى، لعلاج الذين يعانون من الألم المزمن. وبما أنه تم إثبات سلامة هذه المركبات على البشر، فإن التجارب السريرية للاستخدام الجديد ممكنة بالفعل في المستقبل القريب."

بعد ذلك، أراد الباحثون تحديد نمط التعبير الجيني المرتبط بالألم المزمن، ودراسة كيفية ارتباط هذا النمط بنشاط Importin alpha-3. إن تحليل الاختلافات في أنماط التعبير الجيني بين الخلايا العصبية الطبيعية والخلايا العصبية التي لا تحتوي على Importin alpha 3، لفت انتباه الباحثين إلى بروتين يسمى c-Fos، والذي يتم إحضاره إلى النواة عن طريق Importin alpha-3. وهذا البروتين هو عامل نسخ - وهو جزيء يزيد أو يقلل من التعبير الجيني - وأظهرت تجارب أخرى أنه يتراكم في نواة الخلايا العصبية الطرفية لدى الفئران التي تعاني من الألم المزمن.

استخدم الباحثون فيروسات محددة لتقليل مستويات Importin alpha-3 أو c-Fos في خلايا الجهاز العصبي المحيطي لدى الفئران. ونتيجة لذلك، أظهرت الفئران انخفاضًا ملحوظًا في استجاباتها لحالات الألم المزمن. كشفت الاختبارات الإضافية أنه في حين أن alpha-3 importin ضروري للإشارة في حالات الألم المزمن (على عكس الألم الحاد)، فإن c-Fos متورط أيضًا في الألم الحاد، ولكنه في هذه الظروف يدخل نواة الخلية بطرق أخرى. تشير هذه الحقيقة إلى أن منع نشاط Importin alpha-3 قد يكون مناسبًا بشكل خاص للوقاية من الألم المزمن.

وكانت الخطوة التالية في البحث هي التحقق مما إذا كان من الممكن ترجمة النتائج إلى تطبيق طبي. ولهذا الغرض، لجأ الباحثون إلى قاعدة بيانات خاصة: خريطة الاتصال (CMap) الخاصة بمعهد برود في ماساتشوستس، والتي تكشف الروابط بين الأدوية المعتمدة للاستخدام وأنماط التعبير الجيني. أتاحت لهم قاعدة البيانات هذه تحديد حوالي 30 دواءً قد تستهدف مسار الإشارة الذي وجدوه. ما يقرب من ثلثي المركبات التي حددوها لم تكن مرتبطة سابقًا بتخفيف الألم. واختار فريق البحث اثنين منهم – دواء لعلاج قصور القلب ودواء مضاد حيوي – واختبرهما على الفئران. وقد وجد بالفعل أن حقن هذه المركبات في الفئران يخفف من أعراض آلام الأعصاب.

يقول الدكتور ماربالدي: "إن المركبات التي حددناها هي نوع من المسار السريع للعلاج الدوائي للألم - وهو دليل على أنه من الممكن استخدام الأدوية التي تمت الموافقة عليها بالفعل لأغراض أخرى، لعلاج أولئك الذين يعانون من الألم المزمن". "بما أن سلامة هذه المركبات قد ثبتت بالفعل على البشر، فإن التجارب السريرية للاستخدام الجديد ممكنة في المستقبل القريب."

"نحن الآن قادرون على البحث عن جزيئات إضافية يمكنها التركيز بشكل أكثر دقة على العملية التي حددناها في الخلايا العصبية الحسية"، يوضح البروفيسور فينزلفر. "مثل هذه الجزيئات المستهدفة قد تسبب آثارًا جانبية أقل وتكون أقل إدمانًا من العلاجات الموجودة حاليًا في السوق، وقد توفر لنا أدوات جديدة لتقليل التكاليف الاجتماعية الباهظة التي يفرضها علينا الألم المزمن."

وشارك في الدراسة أيضًا الدكتور نيكولاس بانيوتيس، والدكتورة ستيفاني ألبر، والدكتور شاهار دغان، والدكتور ناتاليا أوكلادينيكوف، والدكتور إندريك كوبل، وأجوستينا دي فيزيو، وديدي أندراس سونغ، وجوردان تسور، والدكتور ماركو ترانزيو، ود. إيدا ريشيل والدكتورة داليا جوردون، وجميعهم من قسم العلوم الجزيئية الحيوية في معهد وايزمان للعلوم؛ وكذلك الدكتورة فرانسيسكا روثر من مركز ماكس ديلبروك في برلين وجامعة لوبيك في ألمانيا؛ والدكتور البروفيسور إينو هارتمان من جامعة لوبيك.