Завдяки експериментам на мишах, інфікованих вірусом герпесу, вчені виявили датчик імунної системи, який виявляє фрагменти вірусу та запускає нейрони, пов’язані з болем, незалежно від запалення. Дослідники виявили, що STING, імунний датчик, викликає біль незалежно від запалення, коли активується вірусною ДНК. Це відкриття може призвести до нових методів лікування болю під час вірусних інфекцій, включаючи COVID-19, без впливу на імунну систему.
Дослідження, проведене дослідниками з Бразилії, Сполучених Штатів і Південної Кореї, опубліковане в журналі Brain, Behavior, and Immunity, досліджує, як вірусні інфекції призводять до болю, і має на меті сприяти розробці нових методів полегшення болю.
У статті показано, що канал, відомий як посередник болю, може бути активований, коли датчик імунної системи, відомий як STING (стимулятор генів інтерферону), розпізнає певні нуклеїнові кислоти, такі як вірусна ДНК. STING є ключовим компонентом вродженої імунної системи, присутній у ноцицепторах, закінченнях нервових клітин, які ініціюють відчуття болю.
Дослідники проаналізували мишей, інфікованих вірусом простого герпесу 1 (HSV-1), близьким родичем вірусу вітряної віспи (VZV), який викликає вітряну віспу та оперізувальний лишай. Вони дійшли висновку, що видалення STING з ноцицепторів призвело до значного зменшення болю, не впливаючи на запалення чи вірусне навантаження.
Вчені вважають, що відкриття про те, що сигнальний шлях STING безпосередньо пов’язаний із болем, незалежно від запалення, може також стосуватися інших вірусних і бактеріальних інфекцій, включаючи COVID-19. Нещодавно було повідомлено про дослідження, які свідчать про взаємодію між SARS-CoV-2 і STING, що викликає біль.
Механізми індукції болю
Біль часто є одним із перших симптомів інфекції, але процеси, якими він викликається, погано вивчені. Імунні клітини зазвичай розпізнають вірусні нуклеїнові кислоти, які активують рецептори та передачу вірусних сигналів, викликаючи імунну відповідь. Ці рецептори та вірусні сигнали присутні в ноцицепторах.
«У цій статті ми показуємо, що STING бере участь у процесі індукції болю. Принаймні частина процесу, здається, безпосередньо пов’язана з активацією нейронів, а не із запаленням. Це відкриває різні перспективи. Зараз головне питання полягає в тому, чи може це зробити людину більш сприйнятливою», — сказав агентству FAPESP Тіаго Маттар Кунья, співавтор статті. Кунья є професором медичної школи Рібейран-Прету Університету Сан-Паулу (FMRP-USP) у Бразилії. Інший відповідальний автор — Темугін Берта, доцент медичного коледжу Університету Цинцинатті в США.
Кунья пояснив, що група зосереджена на ролі цього механізму в захисті суб’єкта від інфекції з метою розробки терапевтичних стратегій, які дозволяють уникнути болю, не впливаючи на імунну систему.
«Біль завжди асоціювався із запальним процесом, але в останнє десятиліття в науковій літературі з’явилася нова концепція, згідно з якою мікроорганізми – бактерії та грибки – можуть активувати його за допомогою своєї «продукти». Нещодавно дослідження виявили докази того, що віруси можуть активувати ноцицептивні нейрони шляхом експресії певних рецепторів, таких як STING. Ми вирішили вивчити цей шлях», — сказав Кунья, який є членом Центру досліджень запальних захворювань (CRID), дослідницького, інноваційного та дифузійного центру (RIDC), який фінансується FAPESP.
У 2017 році Кунья був співавтором статті, опублікованої в Journal of Neuroscience, яка показує, що імунні механізми, викликані VZV, коли вони реактивуються, змінюють функціонування сенсорних нейронів і призводять до герпетичної невралгії.
У той час одним із внесків дослідження, проведеного в CRID, була перевірка тваринної моделі для вивчення молекулярних механізмів, залучених до герпетичної невралгії, також використаної в дослідженні, описаному в цій останній статті. Оскільки VZV не інфікує мишей, група використовувала HSV-1, споріднений мікроорганізм, який може спричиняти ураження шкіри ротової порожнини та статевих органів у людей.
Вітряна віспа, дуже заразна вірусна інфекція, що викликає свербіж, схожий на пухирі висип на шкірі, є типовою дитячою хворобою. У більшості випадків він є доброякісним, але VZV, його збудник, залишається в організмі назавжди і може реактивуватися через роки, викликаючи оперізувальний лишай (який часто вражає людей з ВІЛ/СНІДом).
Бразилія не має узгоджених даних щодо захворюваності на вітряну віспу, оскільки повідомлення є обов’язковим лише для важких випадків, що вимагають госпіталізації та смерті від хвороби. Проте кількість нових випадків за рік, за оцінками МОЗ, становить близько 3 мільйонів. Епідеміологічний аналіз, проведений у травні 2024 року, показав, що з 2013 по 2023 рік 25 605 людей були госпіталізовані через інфекцію VZV, і що 26% були у віці 70-79 років.
Процес
Активація STING традиційно «рекрутує» білок TBK1, який індукує вироблення інтерферонів, молекул, необхідних для імунної відповіді. Однак дослідження показало, що інгібування TBK1 зменшило біль, тоді як блокування інтерферонів не мало ефекту, що свідчить про те, що STING може викликати біль окремими та незалежними шляхами.
Дослідження також показало, що активація STING активує іонний канал TRPV1, що призводить до деполяризації ноцицепторів. Цей посттранскрипційний механізм також є новим відкриттям понад те, що вже було відомо про передачу сигналів STING.