Investigadores del Centro de Adicciones y Salud Mental (CAMH) y del Instituto de Neurofisiología de la Uniklinik RWTH Aachen en Alemania han descifrado la firma molecular de los llamados nociceptores durmientes, un tipo de célula nerviosa sensible al dolor que normalmente permanece quieta y no responde al tacto ni a la presión, pero que puede volverse hiperactiva y provocar dolor crónico. Los hallazgos fueron publicados en la revista Cell.
Aproximadamente el 10% de la población padece dolor neuropático (relacionado con los nervios), que frecuentemente se asocia con una actividad anormal de los nociceptores durante el sueño. En condiciones de dolor crónico, estas neuronas pueden activarse por sí solas, causando dolor persistente incluso sin un desencadenante externo.
Aunque sus propiedades funcionales se conocen desde hace muchos años, su identidad molecular seguía siendo incierta. Los investigadores podían identificar los nociceptores del sueño basándose en su comportamiento eléctrico, pero desconocían qué genes se activaban dentro de estas células. Sin esta huella genética, el desarrollo de tratamientos específicos seguía siendo inalcanzable. Un equipo internacional de investigación dirigido por la Prof. Univ. Dra. Angelika Lampert (Directora del Instituto de Neurofisiología en la Uniklinik RWTH Aachen, Alemania) y el Dr. Shreejoy Tripathy (Científico Senior del CAMH en el Centro Krembil de Neuroinformática y Profesor Asociado en la Universidad de Toronto), ha cerrado ahora esta brecha clave de conocimiento.
Al medir tanto el comportamiento eléctrico como la actividad genética de neuronas individuales, los investigadores lograron identificar con exactitud qué genes definen los nociceptores del sueño. Para lograrlo, el equipo tuvo que traducir los distintos “lenguajes” de la electricidad y la genética de las neuronas.
El Dr. Jannis Körner, coautor principal y científico clínico de Uniklinik, registró la actividad eléctrica de neuronas individuales mediante Patch-Seq, un método de vanguardia que combina la electrofisiología con la secuenciación genética unicelular. Estos datos se integraron posteriormente con análisis bioinformáticos exhaustivos dirigidos por el coautor principal Derek Howard, especialista en métodos de investigación del CAMH, bajo la supervisión del Dr. Tripathy.
Esta colaboración generó una “piedra Rosetta” para la investigación del dolor —una forma de traducir estos dos lenguajes científicos— que vincula los hallazgos de la investigación preclínica con la biología de los nociceptores del sueño en humanos. Esto permitió al equipo asignar una identidad molecular a los nociceptores del sueño y descubrir dianas específicas para futuras terapias contra el dolor.
Características moleculares de los nociceptores del sueño
Los análisis del equipo revelan que los nociceptores del sueño están definidos por una firma molecular específica, que incluye, entre otros componentes, el receptor de oncostatina M (OSMR) y el neuropéptido somatostatina (SST).
El Dr. Körner, coautor principal, explica: “Los hallazgos también apuntan a objetivos farmacológicos adicionales, incluido el canal iónico Nav1.9, que se expresó en gran medida en los nociceptores durmientes y contribuye a sus propiedades eléctricas distintivas”.
En pocas palabras, este canal probablemente ayuda a controlar la facilidad con la que los nociceptores dormidos se activan y apuntar a Nav1.9 puede permitir el desarrollo de medicamentos que calmen selectivamente estas neuronas que causan dolor”.
El coautor principal, Derek Howard, añade: “Nuestros análisis bioinformáticos apuntaron a OSMR como un marcador de nociceptores dormidos, pero eso es solo una predicción hasta que alguien la pruebe. Lo que hizo especial a esta colaboración fue la disposición de nuestros colegas a tomar esa predicción y validarla”.
“En nuestro último conjunto de experimentos de psicofísica, demostramos que la oncostatina M, que activa el OSMR, modula específicamente los nociceptores del sueño en la piel humana. Esto confirmó nuestras predicciones moleculares directamente en humanos”, explica el Dr. Körner, coautor principal.
“Nuestro trabajo establece un nuevo marco conceptual para comprender la aparición del dolor neuropático a nivel molecular, a la vez que abre perspectivas concretas para el desarrollo de nuevas terapias dirigidas”, añade el profesor Lampert.
Equipo internacional multidisciplinario
El profesor Lampert destaca la importancia de la colaboración. “Este trabajo demuestra el poder de la cooperación interdisciplinaria e internacional. El éxito del estudio se basa en la estrecha integración de centros especializados: si bien los experimentos clave se realizaron en Aquisgrán, los trabajos cruciales de transcriptómica unicelular y espacial se llevaron a cabo en Mannheim y Dallas”.
El Dr. Tripathy añade: “Fue un privilegio formar parte de un equipo de expertos tan estelar. Este proyecto demuestra lo que se puede lograr cuando combinamos diversas perspectivas científicas para resolver un problema común”.
El equipo de investigación se vio reforzado además por las aportaciones de los grupos dirigidos por los reconocidos investigadores del dolor Barbara Namer (ahora Universidad de Würzburg), Jordi Serra (King’s College London, Reino Unido), Martin Schmelz y Hans-Jürgen Solinski (Universidad de Heidelberg, Mannheim), Ted Price (Universidad de Texas, Dallas) y William Renthal (Universidad de Harvard).
Fuente: Medical Xpress.