«Sensibilización al dolor y sumación temporal: identifican nuevo gen»
Amparo Tolosa, Genotipia
Investigadores de la Universidad de Oxford han identificado un gen que participa en la sensibilización al dolor y ofrece nuevas posibilidades de tratamiento para el dolor crónico.
La sumación temporal es un fenómeno por el cual cuando un estímulo doloroso se aplica de forma repetida aumenta progresivamente la percepción del dolor que produce. Este fenómeno, relacionado con la sensibilización al dolor (la amplificación de la señalización nerviosa del dolor en el sistema nervioso central), implica la activación de ciertas conexiones nerviosas de forma más frecuente y con mayor intensidad y contribuye a diversos trastornos clínicos como la fibromialgia.
Para comprender mejor los factores genéticos que intervienen en este proceso, un equipo de investigadores de la Universidad de Oxford ha combinado estudios genómicos en humanos con modelos animales para estudiar el dolor. Mediante esta aproximación han identificado un gen, NCX3, y un mecanismo por el que su deficiencia aumenta el fenómeno de sumación temporal. Los resultados se publican en Neuron.
Papel de NCX3 en la sumación temporal
En un primer paso, los investigadores realizaron un estudio de asociación en el que analizaron la variación genética presente en 1000 voluntarios con relación a los resultados de una prueba que estima la sumación temporal del dolor. A partir del estudio genómico, el equipo identificó que ciertas variantes del gen NCX3 estaban relacionadas con la intensidad de la sumación temporal.
NCX3 codifica para una proteína de membrana implicada en el equilibrio de iones calcio en el interior de las células. Para determinar su papel en la sumación temporal y evaluar la posibilidad de utilizarla como diana terapéutica, los investigadores realizaron diferentes experimentos en ratones, con niveles normales de NCX3 o deficientes para la misma.
Respecto a la localización de NCX3, el equipo encontró que el gen se expresa tanto en las células que reciben los estímulos que producen dolor como en las neuronas e interneuronas que intervienen en la transmisión de impulsos relacionados.
A nivel funcional, los investigadores observaron que los ratones deficientes total o parciamente para NCX3 mostraban un comportamiento normal en relación a la respuesta al dolor en diversas pruebas, como por ejemplo el dirigido a evitar fuentes conocidas de estímulos dolorosos. No obstante, tenían una respuesta anómala en la prueba de la formalina, concretamente en la segunda fase, que depende de la sensibilización central. En este caso, los ratones deficientes para NCX3 presentaban una sensibilización aumentada al dolor, provocada por la alteración en los niveles de iones de calcio: al ser estimuladas de forma repetitiva, las neuronas afectadas por la deficiencia de NCX3 mostraban niveles elevados de calcio en su interior, y la recuperación de los niveles normales era más lenta.
Estos resultados apuntan a la regulación de los niveles de calcio intracelular como mecanismo implicado en la sumación temporal.
NCX3 como diana terapéutica
Tras observar los efectos de la deficiencia en NCX3, los investigadores se plantearon si recuperar la expresión de NCX3 podría reducir la sensibilización central al dolor.
El equipo indujo la sobreexpresión de NCX3 en ratones normales, en las neuronas donde se expresa normalmente, y observó una reducción en el comportamiento asociado al dolor en la segunda fase de la prueba de la formalina. En el caso de pruebas de conducta asociada al dolor relacionadas con la fase aguda de percepción inicial, siguieron sin observarse diferencias.
Los resultados en ratón confirman el papel de NXC3 como gen relacionado con el dolor y sugieren que la activación de NXC3 podría ser una estrategia adecuada para reducir la sumación temporal del dolor en determinadas situaciones patológicas en humanos.
“Esta es la primera vez que hemos sido capaces de estudiar el dolor en humanos y demostrar directamente el mecanismo detrás de él en ratón, lo que nos proporciona una comprensión realmente amplia de los factores implicados y cómo podemos empezar a desarrollar nuevos tratamientos”, ha señalado David Bennet, profesor de Neurología y Neurobiología del Departamento Nuffield de Neurociencia Clínica de la Universidad de Oxford.
Estudios futuros deberán abordar la identificación de posibles activadores de NXC3 así como su efecto en pacientes.
Referencia: Trendafilova T et al, Sodium-calcium exchanger-3 regulates pain «wind-up»: From human psychophysics to spinal mechanisms. Neuron. 2022. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.neuron.2022.05.017
Fuente: Discovery of gene involved in chronic pain creates new treatment target. https://www.ox.ac.uk/news/2022-06-15-discovery-gene-involved-chronic-pain-creates-new-treatment-target
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