Scoperta funzione di termosensore di ANO1 nei nocicettori

 

 

NICOLE CARDON

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno X – 09 giugno 2012.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Si indicano col nome di nocicettori i neuroni che appartengono ad un sotto-insieme di piccole cellule nervose afferenti primarie, che rispondono a stimoli nocivi di natura chimica, termica e meccanica. Localizzati nei gangli delle radici dorsali dei nervi spinali (DRG, da dorsal root ganglion) e nel ganglio semilunare del trigemino (V paio dei nervi cranici), i neuroni nocicettivi o nocicettori sono cellule pseudounipolari i cui assoni, con una branca periferica, innervano la pelle, i muscoli, i vasi sanguigni e gli organi interni, e con una branca centrale proiettano al midollo spinale o, nel caso dei territori cervicofacciali, al nucleo sensitivo del trigemino. I nocicettori hanno un corpo cellulare di dimensioni minori rispetto a quello delle cellule circostanti e possono essere classificati in due tipi, in base ai caratteri morfo-funzionali dei loro assoni: fibre Aδ a conduzione rapida, provviste di una sottile guaina mielinica e in grado di trasmettere con immediatezza sensazioni dolorifiche acute e localizzate; fibre C a conduzione lenta, sprovviste di guaina mielinica, implicate nella trasmissione lenta di sensazioni dolorose sorde, diffuse e non bene localizzabili. I canali ionici presenti sulla membrana dei nocicettori hanno un ruolo fondamentale nella genesi della segnalazione dolorifica, rispondendo in vario modo agli stimoli nocivi e generando, in maniere differenti, segnali elettrici che raggiungono i neuroni nei nuclei del sistema nervoso centrale.

L’anoctamina 1 (ANO1, anche indicata con la sigla TMEM16A) è un canale del cloro attivato dal Ca2+, essenziale per numerose funzioni fisiologiche. Un interessante studio, condotto da Hawon Cho e colleghi, ha individuato per questo canale ionico un nuovo ruolo (Cho H., et al. The calcium-activated chloride canne anoctamina 1 acts as a heat sensor in nociceptive neurons. Nature Neuroscience [Epub ahead of print doi:10.1038/nn.3111] 2012).

La provenienza istituzionale degli autori dello studio è la seguente: Sensory Research Center, Creative Research Initiatives, College of Pharmacy, Seoul National University (Repubblica di Corea); Department of Pharmacy, College of Pharmacy, CHA University, Gyenoggi-do (Repubblica di Corea); Department of Molecular Genetics and Microbiology and the Genetics Institute, University of Florida, College of Medicine, Gainesville, Florida (USA); Department of Cell Biology, Duke University Medical Center, Durham, North Carolina (USA); Molecular Nociception Group, Wolfson Institute for Biomedical Research, University College of London, London (Regno Unito); Department of Molecular Medicine and Biopharmaceutical Sciences, Graduate School of Convergence Science and Technology, Seoul National University (Repubblica di Corea).

I recettori ionotropici, localizzati nelle parti periferiche dei nocicettori, convertono le stimolazioni nocive in correnti depolarizzanti la membrana. Gli stimoli termici attivano i canali TRP (transient receptor potential), che sono molecole recettoriali a struttura tetramerica selettivamente permeabili ai cationi. All’incirca trenta TRP sono classificati in sei sub-famiglie (TRPC, TRPV, TRPM, TRPP, TRPML e TRPA). Sei di questi canali sono implicati nella percezione termica. Per ragioni non definite, tali canali recettoriali sono attivati anche da composti chimici. Ad esempio TRPV1, che si apre ad una temperatura uguale o maggiore di 43 °C, è anche attivato dalla capsaicina, il più potente stimolo nocicettivo usato in laboratorio, che non è altro che la molecola responsabile dell’effetto piccante del peperoncino rosso (pepe di Caienna, red chili pepper, etc.). Gli stimoli nocicettivi sono rilevati anche da recettori come gli ASIC, canali ionici sensori dell’acido attivati da protoni, e da canali del potassio della sub-famiglia K (KCNK).

La sperimentazione condotta da Cho e colleghi ha accertato che ANO1 può essere attivato da temperature superiori ai 44 °C, con un picco di sensibilità al calore.

Il lavoro sperimentale ha poi consentito di rilevare che il canale del cloro attivato dal calcio ANO1 è notevolmente espresso nei piccoli neuroni sensitivi dei gangli spinali ed è risultato altamente co-localizzato con i markers che identificano i neuroni nocicettivi.

Tali esiti, nel loro insieme, hanno indotto i ricercatori a desumere una partecipazione di ANO1 ai processi che caratterizzano la tappa periferica della percezione del dolore.

Per verificare questa ipotesi, Cho e colleghi hanno studiato il rapporto fra percezione del calore oltre il limite della soglia che attiva la risposta dolorifica e attività dei canali ionotropici del cloro allo studio. L’applicazione ai neuroni del DRG di stimoli termici, in forma di innalzamento acuto della temperatura, elicitava una estesa ed intensa depolarizzazione ANO1-dipendente.

I ricercatori hanno allora proceduto allo studio degli effetti prodotti dalla delezione del gene di ANO1, o dal suo knockdown in modelli sperimentali di dolore termico. Gli esperimenti hanno mostrato un’evidente riduzione del comportamento animale esprimente dolore quando i nocicettori risultavano privi dell’apporto funzionale dell’anoctamina 1.

Nel loro complesso i dati emersi dalla ricerca, per il cui dettaglio si rimanda al testo del lavoro originale, definiscono chiaramente un nuovo profilo funzionale di ANO1, quale sensore del calore in grado di rilevare gli stimoli nocicettivi termici nei neuroni periferici specializzati nella nocicezione e, pertanto, molecola verosimilmente implicata nella segnalazione dolorifica da alta temperatura.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie” (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito) e dell’articolo “Il dolore come malattia neurodegenerativa” nella sezione “In Corso”.

 

Nicole Cardon

BM&L-09 giugno 2012

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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