Начало » 2007 » Январь » 4 » БИОЛОГИЯ "Чтобы никогда не чувствовать боли, человеку достаточно отключить один ген"
БИОЛОГИЯ "Чтобы никогда не чувствовать боли, человеку достаточно отключить один ген"
6:40 PM
Обнаружен ген, отключение которого
у мышей приводит к смерти, а у человека — к полной потере болевой
чувствительности. Этот ген (SCN9A) находится на второй хромосоме
и кодирует белок, участвующий в транспорте ионов натрия через мембраны
нейронов, отвечающих за болевые ощущения. Открытие дает возможность
фармакологам разработать новые высокоэффективные анальгетики.
Чувство боли есть у всех высших животных, и это, безусловно, очень
полезное чувство. Оно не только заставляет нас отдергивать руку от
горячего, но и учит избегать опасных ситуаций, то есть играет важную
роль в обучении, формировании рефлексов, привычек и осознанных способов
поведения.
Система болевого восприятия достаточно сложна — в ней участвует
множество рецепторов, нейронов и нейронных структур. Не случайно
существует так много разных анальгетиков, действующих на разные участки
этой системы. Трудно было ожидать, что найдется один-единственный ген,
отключение которого может приводить к полной потере болевой
чувствительности. Поэтому результат, полученный международной командой
медиков и биологов из Великобритании, Пакистана, Иордании, Объединенных
Арабских Эмиратов и Италии, без преувеличений можно назвать
сенсационным.
Ученные исследовали три семьи с редчайшей наследственной аномалией —
полной нечувствительностью к любым видам боли. При этом все остальные
чувства у этих людей полностью сохранены, и никаких других
неврологических нарушений не наблюдается. Все три семьи проживают
в северном Пакистане и принадлежат к одному роду (клану) куреши (Qureshi). Всего в разные годы было исследовано 6 индивидуумов — детей и подростков (4, 6, 6, 10, 12 и 14 лет).
Эти дети совершенно не представляли, что такое боль. Один из них
(14-летний, вскоре погибший в результате прыжка с крыши) зарабатывал
себе на жизнь такими фокусами, как хождение по горячим углям и
протыкание собственных рук кинжалом. У всех шестерых сильно повреждены
губы и язык: они прокусывали их в раннем детстве, пока еще не могли
понять, что это вредно. Двое вообще откусили себе третью часть языка. У
них множество шрамов, порезов и ушибов; в ряде случаев они не замечали
даже переломы, которые потом кое-как срастались и обнаруживались лишь
постфактум. Они нормально отличают холодное от горячего, но не
чувствуют боли от ожога; у них хорошее осязание, они прекрасно
чувствуют, например, как в палец втыкается иголка, но не воспринимают
ощущение как неприятное. Интеллектуальное развитие и здоровье этих
детей в целом соответствует норме. Их родители, братья и сестры
обладают нормальной болевой чувствительностью.
Чтобы выявить гены, мутации в которых ответственны за утрату болевой
чувствительности, ученые воспользовались классическим методом — анализом генетических маркеров (подробнее о методе см. здесь). Оказалось, что во всех трех семьях причиной аномалии является мутация одного и того же гена — SCN9A,
однако конкретная мутация в каждой семье своя. Мутации представляют
собой замену (в двух случаях) или выпадение (в третьем случае) одного
нуклеотида в кодирующей части гена.
Ген SCN9A кодирует белок Nav1.7. Этот белок
локализуется в клеточной мембране и образует канал, пропускающий или не
пропускающий через мембрану ионы натрия в зависимости от разности
электрических потенциалов по обе стороны мембраны. Ионные каналы такого
рода играют ключевую роль в формировании нервного импульса, однако
функция именно этого конкретного натриевого канала в нервных клетках
точно не известна. Зато известно, что данный ген особенно активно
работает именно в тех нейронах периферической нервной системы, которые
отвечают за болевое восприятие.
При помощи генно-инженерных экспериментов с культурами клеток ученые
показали, что обнаруженные ими мутации приводят к полной потере
функциональности гена SCN9A: считываемая с мутантного гена
матричная РНК либо просто разрушается, либо становится основой для
синтеза неработающего дефектного белка.
Таким образом, отключение одного-единственного гена является
необходимым и достаточным условием полной утраты болевой
чувствительности. Это открытие дает возможность фармакологам
разработать новые сверхэффективные анальгетики и, возможно, полностью
победить боль. Ведь подбор вещества-ингибитора, подавляющего активность
какого-либо известного белка — это задача для современной фармакологии
вполне решаемая, можно сказать, рутинная.
Авторы отмечают, что ранее уже была известна наследственная аномалия, связанная одновременно и с геном SCN9A, и с чувством боли — так называемая первичная эритромелалгия .
Но это аномалия противоположного свойства, при которой незначительные
стимулы (тепло или небольшая физическая нагрузка) могут приводить
к жестоким приступам боли. Эритромелалгия связана с другими мутациями
гена SCN9A, которые меняют порог чувствительности белка Nav1.7 и приводят к сверхвозбудимости болевых нейронов.
Мутации, связанные с потерей функциональности Nav1.7, у людей ранее не были известны, зато изучались на мышах. Мыши с частичной потерей функции Nav1.7
имеют пониженную болевую чувствительность. Однако в случае полного
выхода данного белка из строя (как это произошло у шести изученных
пакистанских детей) мыши просто-напросто умирают вскоре после рождения.
Видимо, у мышей этот белок выполняет какие-то важные дополнительные
функции.