Raken we iets aan dat te warm is, dan worden er pijnsignalen naar de hersenen doorgegeven. Onderzoekers van VIB & KU Leuven ontdekten nu dat een trio van drie complementaire ionenkanalen voor dit proces instaat. Een driedubbel back-up mechanisme dat voor extra bescherming moet zorgen tegen brandwonden. De resultaten werden vandaag gepubliceerd in Nature, één van de meest prestigieuze wetenschappelijke vakbladen.
De zenuwcellen die bij acute pijn een signaal sturen naar de hersenen werden al meer dan een eeuw geleden beschreven. Maar hoe die signaaloverdracht precies in zijn werk gaat op moleculair niveau, daar was tot voor kort nog veel onduidelijkheid over.
Een Leuvens team van wetenschappers onder leiding van prof. Thomas Voets (VIB-KU Leuven) en prof. Joris Vriens (KU Leuven) heeft nu ontdekt welke moleculen die pijnsignalen doorspelen. Het onderzoeksteam spitst zich voornamelijk toe op ionenkanalen: eiwitten die zich in het celmembraan bevinden, en wanneer ze openen een elektrisch signaal doen ontstaan incellen. Ionenkanalen vinden we terug in alle cellen in het lichaam, en met name in het zenuwstelsel spelen ze een belangrijke rol.
“We wisten al dat een aantal ionenkanalen een rol speelden bij het voelen van pijn bij hitte, maar geen enkele van de kandidaten kon het mechanisme voldoende verklaren”, vertelt Ine Vandewauw, postdoctoraal onderzoeker in het labo van Thomas Voets.
De onderzoekers ontdekten nu dat niet één maar wel drie verschillende ionenkanalen samen instaan voor het doorgeven van warmte-pijnsignalen. Zolang slechts één of twee van de ionenkanalen geëlimineerd werden in een muizenmodel konden de dieren nog steeds gepast reageren waanneer ze in aanraking kwamen met hitte. Enkel wanneer alle drie de kanalen uitgeschakeld werden traden er problemen op. De muizen werden namelijk volledig ongevoelig voor hitte.”
“Acute pijn is een heel belangrijk alarmsignaal voor alle zoogdieren,” zegt Thomas Voets. “Dankzij drie overlappende moleculaire spelers is er een belangrijk back-up mechanisme ingebouwd om hitte te detecteren en een pijnsignaal door te geven. Op die manier vermijden we ons te verbranden, zelfs wanneer er een of twee sensoren het laten afweten.”
In een volgende stap willen de onderzoekers nagaan of ze hiermee ook mensen met pijn kunnen helpen. Thomas Voets: “Miljoenen mensen hebben last van langdurige, brandende pijn, bijvoorbeeld door zenuwschade of een ontsteking. Maar de huidige medicatie voor chronische pijn schiet vaak te kort of werkt verslavend. Deregulatie van pijnsensoren zoals deze drie ionenkanalen kan hierbij een rol spelen. Als we nieuwe medicatie kunnen vinden die de activiteit van de kanalen in toom kan houden, kunnen we zo mensen met chronische pijn beter helpen.”
