Une équipe de scientifiques de la School of Molecular Sciences de l'ASU et du Biodesign Institute a récemment publié une étude dans Communications de la nature qui aide à clarifier les contributions à l'activation dépendant de la température d'un canal ionique. Cela devrait à son tour contribuer au développement de nouveaux types de thérapies contre la douleur non addictives.
La capacité de détecter et de réagir à la température est fondamentale en biologie. Les canaux ioniques sont formés par des protéines membranaires qui permettent aux ions de passer à travers la membrane cellulaire lipidique autrement imperméable, où ils sont utilisés comme réseau de communication.
«TRPV1 est un canal ionique qui est largement exprimé dans divers tissus et joue divers rôles en biologie», explique le professeur Wade Van Horn, auteur principal de la recherche actuelle. «Il est surtout connu pour son rôle de capteur de chaleur primaire chez l'homme; c'est le principal moyen par lequel nous détectons la chaleur dans notre environnement.
Bien que d’importantes contributions aient été apportées à l’étude de la détection thermique du TRPV1, son mécanisme est resté insaisissable.
TRPV1 est également un capteur de goût et de douleur commun, pensez aux aliments épicés et au spray au poivre. Au-delà de ces rôles, il a été impliqué dans la longévité, l'inflammation, l'obésité et le cancer. Pendant des décennies, il a été une cible dans la recherche de nouveaux types de médicaments contre la douleur, ceux qui ne créent pas de dépendance.
« Cependant, à ce jour, une caractéristique commune est que si les composés ciblant TRPV1 peuvent soulager la douleur, ils provoquent également des effets hors cible, en particulier des changements de température corporelle, ce qui a limité leur utilité. Ces effets hors cible se produisent parce que TRPV1 est activé. par de nombreux stimuli distincts, y compris les ligands (c'est-à-dire la capsaïcine – l'ingrédient principal du spray au poivre), la chaleur et les protons (pH acide) », explique Van Horn.
L'incertitude sur les mécanismes qui sous-tendent la détection de température et sur la manière dont les différents mécanismes d'activation sont liés entre eux est également particulièrement limitante.
Cette étude a utilisé une variété de techniques, de nature cellulaire à atomique, pour étudier le domaine de TRPV1 qui est la clé de son activation de ligand.
Les techniques comprenaient des expériences de spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (comme une IRM) aidées par Brian Cherry (professionnel de recherche associé au Centre de recherche sur la résonance magnétique), fluorescence intrinsèque réalisée dans le laboratoire de la professeure agrégée SMS Marcia Levitus. Levitus fait également partie du Biodesign Center for Single Molecule Biophysics. D'autres techniques comprenaient le dichroïsme circulaire ultraviolet lointain et l'électrophysiologie dépendant de la température.
Van Horn explique que ce travail identifie pour la première fois, à la fois fonctionnellement et thermodynamiquement, qu'une région particulière (de TRPV1) est cruciale pour l'activation thermique. L'équipe propose et fournit une validation expérimentale pour le mécanisme d'activation de la chaleur et détaille un certain nombre de changements structurels qui se produisent lorsque la température est modifiée.
Cette étude fournit un cadre qui, selon l'équipe, sera fondamental pour les études futures afin d'affiner davantage la façon dont nous ressentons les températures élevées et, surtout, comment nous pouvons distinguer et cibler des mécanismes d'activation spécifiques qui devraient promouvoir le développement de nouveaux types de thérapies anti-douleur non addictives. .
