Een epigenetiese faktor sowel as een organiese anioonvervoerder (OAT1), wie se funksie in die senuweestelsel tot dusver onbekend was, dra by tot die ontwikkeling van chroniese pyn. Die onderliggende molekulêre meganisme is geïdentifiseer deur 'n span navorsers onder leiding van dr Daniela Mauceri by die Interdissiplinêre Sentrum vir Neurowetenskappe (IZN) van die Heidelberg Universiteit. Met behulp van muismodelle het die navorsers getoon dat die epigenetiese faktor, bekend as HDAC4, die uitdrukking van gene in neuronale selle wat betrokke is by die verwerking van pyn, beïnvloed. Die Heidelberg-eksperimente het ook aan die lig gebring dat die vervoerder OAT1 pynsensitiwiteit in die rugmurg reguleer. Die span hoop dat hul bevindings die weg sal baan na nuwe benaderings vir die behandeling van chroniese pyn.
"Normale, akute fisiologiese pyn voorkom weefselskade en, in die geval van besering, verdwyn met genesing. Chroniese patologiese pyn bly egter voort nadat die besering herstel is en kan selfs manifesteer in die afwesigheid van 'n oorsaak," verduidelik Daniela Mauceri, wie se navorsingsgroep in die Neurobiologie-afdeling by die IZN werk. Die oorgang van akute na chroniese pyn word veroorsaak deur veranderinge in geenuitdrukking, wat reguleer hoe die inligting vervat in 'n geen omgeskakel word na 'n geenproduk, soos proteïene of RNA-molekules. Chroniese pyn ontstaan veral wanneer selle soos die neurone in die dorsale horing aangetas word. Die dorsale horing is die area van die rugmurg wat sensoriese inligting verwerk.
Die navorsers het nou 'n epigenetiese faktor - Histone Deacetylase 4 (HDAC4) - geïdentifiseer wat 'n sleutelspeler is in die geenuitdrukking van neurone in die dorsale horing. In muiseksperimente het hulle gevind dat langdurige pyn die uitvoer, en dus inaktivering, van HDAC4 uit die kern van dorsale horingneurone veroorsaak het. As HDAC4 verkieslik in die sitosol, die streek buite die kern binne elke sel, ophoop, vind chroniese pynverwante reaksies plaas. Toe die navorsers verhoed het dat HDAC4 die sitosol bereik, was die chroniese pynreaksies in die muise kleiner.
In samewerking met prof. dr. Rohini Kuner, wat 'n werkgroep by die Instituut vir Farmakologie by die Mediese Fakulteit Heidelberg lei, het dr Mauceri se span daarna die vraag ondersoek watter gene wat deur HDAC4 beheer word verantwoordelik is vir die oorgang na chroniese pyn. Hulle het ontdek dat die sentrale speler in hierdie proses Organic Anion Transporter 1 (OAT1) is, 'n vervoerder wat ook in mense uitgedruk word. Volgens dr Mauceri was die rol daarvan in die senuweestelsel tot nou toe onduidelik. “In muiseksperimente kon ons wys dat OAT1 in die rugmurg pynsensitiwiteit beheer. As dieselfde in die menslike konteks in toekomstige studies bevestig kan word, kan dit 'n nuwe terapeutiese weg oopmaak vir die hantering van chroniese pyn," berig die neurobioloog.
Om hierdie benadering verder te toets, het die navorsers die OAT1-blokker Probenecid aan die muise toegedien. Nadat hierdie medikasie toegedien is, het die OAT1-aktiwiteit afgeneem, saam met die pyn-geaktiveerde hipersensitiwiteit by die muise. Een veral interessante bevinding was dat Probenecid in die eksperiment ook verligting verskaf het selfs nadat chroniese pyn reeds teenwoordig was. Die navorsers hoop dat hul resultate nuwe behandelingsbenaderings vir pyn sal oopmaak as dit in toekomstige kliniese studies bevestig word. Dr Mauceri: "OAT1-remmers soos Probenecid, wat direk in die rugmurg toegedien kan word met pynpompe, kan interessant wees om te toets as 'n behandelingsopsie by chroniese pynpasiënte."
Die navorsingswerk is uitgevoer onder die vaandel van Heidelberg Universiteit se Samewerkende Navorsingsentrum 1158, "From nociception to chronic pain: Structure-function properties of neural pathways and their reorganization," wie se woordvoerder prof. Kuner. Die resultate van die studie is in die joernaal Nature Communications gepubliseer.
