Para cualquiera que se haya lesionado accidentalmente, el Dr. Zachary Campbell no solo simpatiza, sino que está desarrollando nuevas formas de mitigar el dolor.
"Si alguna vez te golpeaste con un martillo, incluso un ligero toque puede ser doloroso durante días o incluso semanas", dijo Campbell, quien investiga el dolor a nivel molecular en la Universidad de Texas en Dallas. "Mientras que muchosEs posible que algunos de nosotros no seamos lo suficientemente coordinados para evitar un accidente, mi objetivo es interrumpir el inicio y la persistencia de los recuerdos del dolor ".
Campbell dirige el Laboratorio de Control de ARN y recientemente publicó un estudio en la revista Comunicaciones de la naturaleza en estrecha colaboración con el Dr. Ted Price, profesor asociado del Grupo de Investigación de Neurobiología del Dolor, y el Dr. Michael Burton, un nuevo profesor asistente de la Facultad de Ciencias del Comportamiento y del Cerebro que realizó un trabajo postdoctoral en UT Dallas.
Este trabajo describe un nuevo método para reducir los comportamientos asociados al dolor con la medicina basada en ARN, creando una nueva clase de moléculas señuelo que previenen la aparición del dolor.
"Incluso los recuerdos simples son extraordinarios", dijo Campbell. "Para promover la curación, nuestro sistema nervioso cataloga nuestras experiencias sensoriales y, en circunstancias normales, eventualmente olvida. Los defectos en este proceso pueden provocar dolor crónico, una raízcausa de un sufrimiento enorme "
Reducción de la respuesta conductual al dolor
La necesidad de investigación en este campo es fácil de entender.
"El dolor es un problema generalizado y devastador", dijo Campbell. "Es la razón más importante por la que los estadounidenses buscan atención médica. El dolor mal tratado causa un enorme sufrimiento humano, así como una tremenda carga para los sistemas de atención médica y nuestra sociedad".
El equipo de Campbell adoptó el enfoque de bloquear la creación de las proteínas que activan el dolor. Después de una lesión, las instrucciones proporcionadas por el genoma, el conjunto completo de instrucciones genéticas presentes en cada célula, se traducen para crear señales de dolorproteínas. Esas instrucciones están codificadas en moléculas llamadas ARN mensajero, o ARNm. El señuelo que el equipo de Campbell construyó interrumpe el proceso de síntesis de proteínas del dolor que facilita el ARNm, reduciendo los signos de inflamación y deteriorando los comportamientos del dolor.
"Cuando tienes una lesión, ciertas moléculas se forman rápidamente", dijo Campbell, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas. "Con este talón de Aquiles en mente, nos propusimossabotear la serie normal de eventos que producen dolor en el sitio de una lesión. En esencia, eliminamos la posibilidad de que surja un estado de dolor patológico ".
El ARN imita el diseño del equipo de Campbell fue inyectado en el sitio de una lesión en experimentos con ratones, y mostró la capacidad de reducir la respuesta conductual al dolor.
"Estamos manipulando un paso de la síntesis de proteínas", dijo Campbell. "Nuestros resultados indican que el tratamiento local con el señuelo puede prevenir el dolor y la inflamación provocados por una lesión tisular".
Superar un desafío molecular
Un gran obstáculo para crear un compuesto a base de ARN fue superar el rápido metabolismo de estas moléculas.
"Las moléculas que se degradan rápidamente en las células no son grandes candidatos a fármacos. La estabilidad de nuestros compuestos es un orden de magnitud mayor que el ARN no modificado", dijo Campbell.
Campbell explicó que las células nerviosas especializadas llamadas nociceptores se comunican con su cerebro en respuesta a estímulos térmicos, químicos y mecánicos.
"Imagine tocar una estufa caliente, caminar contra una pared o cortarse el papel", dijo. "Parte del origen celular que causa el dolor posterior es iniciado por los nociceptores, pero los mecanismos moleculares detrás de estos cambios persistentes son poco conocidos.Nuestro estudio desarrolló un inhibidor dirigido que arroja luz sobre estos procesos y reduce la sensibilización al dolor después de una lesión ".
Campbell enfatizó la importancia de tratar el dolor en el sitio de una lesión; un problema importante con las drogas que interactúan con el sistema nervioso central es que también pueden afectar el centro de recompensa del cerebro.
"La actual crisis de opioides resalta la necesidad de tratamientos para el dolor que no creen adicciones", dijo. "Con suerte, este es un paso en esa dirección".
Campbell acredita el papel de la ciencia basada en el equipo para el descubrimiento.
"Este trabajo fue posible gracias a una estrecha colaboración entre mi laboratorio y el del Dr. Price", dijo Campbell. "Estos experimentos no hubieran sido posibles sin el tremendo apoyo, dedicación y el carácter ampliamente perspicaz de Ted. Ted es un eminente eruditoen la interfaz de control traslacional y dolor. Su profunda experiencia en mecanismos de dolor impregna el manuscrito.
"Me siento increíblemente afortunado de beneficiarme de excelentes colaboradores aquí en UT Dallas, que se ha convertido en un jugador clave en el escenario nacional de la investigación del dolor", dijo Campbell, quien llegó a la Universidad en 2015.
Este estudio fue apoyado por una subvención de $ 2 millones por cinco años de los Institutos Nacionales de Salud para estudiar las proteínas de unión al ARN en las neuronas periféricas. Price y el Dr. Joseph Pancrazio, profesor del Departamento de Bioingeniería de la Escuela Erik Jonssonde Ingeniería y Ciencias de la Computación, son colaboradores de la subvención.
Campbell cree que este esfuerzo propone un nuevo método para tratar una amplia gama de problemas médicos.
"Hasta donde sabemos, este es el primer intento de crear una mímica estabilizada químicamente para inhibir competitivamente el ARN para interrumpir las interacciones ARN-proteína", dijo. "Nuestro enfoque sugiere que atacar esas interacciones puede proporcionar una nueva fuente deagentes farmacológicos. Esta prueba de concepto nos permite abrir un área completamente nueva de la ciencia en virtud de la ruta que la estamos atacando ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Texas en Dallas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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