Encuentran como suprimir el dolor termico

El cerebro de una mosca de la fruta tiene aproximadamente un millón de neuronas menos que el nuestro. Sin embargo, un solo par de neuronas tendría un papel tan importante en la supresión del dolor por ello investigadores de la UC Santa Bárbara identificaron la vía que reduce la sensación de dolor por el calor. 

Los seres humanos son bien conocidos por ser capaces de suprimir el dolor en algunas situaciones. Sin embargo, los científicos no saben mucho sobre la supresión de la nocicepción en las moscas, que son caballos de batalla para la investigación sensorial. Los investigadores se centraron en la nocicepción en respuesta al calor. Primero necesitaban una forma de medir cómo respondían los animales a las altas temperaturas. Colocaron moscas en un plato caliente y midieron el número que saltó en 10 segundos. Casi todas las moscas saltaron entre 38°C y 44°C (aproximadamente 100°F a 111°F). Ahora, el equipo se dispuso a ver si podían identificar las neuronas que suprimen su aversión a las altas temperaturas y reducen la respuesta de salto.

Los autores se preguntaron si las neuronas involucradas en la supresión del dolor térmico podrían expresar un neuropéptido en particular. Los neuropéptidos son un poco como los neurotransmisores, excepto que los neurotransmisores median entre las neuronas adyacentes, mientras que los neuropéptidos pueden tener un efecto más sistémico. Como resultado, impactan en muchos comportamientos. Diferentes conjuntos de neuronas tienden a expresar diferentes neuropéptidos. Liu, Montell y sus coautores utilizaron los segmentos de ADN que controlan la expresión de 35 genes de neuropéptidos diferentes para impulsar la expresión de una proteína que activa las neuronas.

De los 35 grupos diferentes de neuronas, uno redujo claramente la tendencia de las moscas a saltar de la placa caliente. Estas neuronas producen el neuropéptido AstC, que está relacionado con un compuesto de mamíferos que contribuye a la supresión del dolor en humanos.

Luego, los investigadores expresaron el gen que codifica un canal sensible a la luz en este grupo de neuronas. Esto les permitió activar las neuronas usando luz. Como era de esperar, estimular estas neuronas redujo la tendencia de las moscas a saltar del plato caliente.

Luego, los autores utilizaron la sección de ADN que controla la expresión de AstC para controlar un gen de la proteína fluorescente verde. Ahora finalmente podían ver qué neuronas se estaban activando. Fue entonces cuando descubrieron que activar una sola neurona en cada lado del cerebro (las neuronas Epi) suprimía la respuesta nociceptiva.

Una vez que el equipo encontró las neuronas responsables de suprimir el dolor térmico , se preguntaron si las neuronas Epi eran termosensibles o si recibían una señal de otras neuronas. Los investigadores expresaron un gen que codifica una proteína que emite fluorescencia cuando los iones de calcio inundan las neuronas Epi. Descubrieron que los niveles de calcio aumentaban a medida que aumentaba la temperatura, incluso cuando usaban un químico para bloquear la comunicación entre las neuronas. Estos hallazgos indicaron que las neuronas Epi estaban detectando directamente la temperatura alta.

Los investigadores determinaron que un canal iónico específico en la membrana celular de las neuronas Epi era responsable de detectar el calor. Este canal, llamado Painless, es miembro de la familia de canales TRP. Los canales TRP tienen funciones amplias en la sensación, incluida la sensación de temperatura. De hecho, Painless también es necesario para la nocicepción térmica en las larvas de mosca. 

En resumen: los autores encontraron que existe un mecanismo para suprimir la nocicepción térmica en las moscas, y descubrieron que está mediado por un solo par de neuronas, llamadas neuronas Epi. También encontraron que las neuronas Epi responden directamente al calor, y que esta capacidad depende de un canal TRP previamente conocido llamado Painless, que en realidad puede desencadenar la nocicepción en las larvas de mosca. El equipo también descubrió que el calor activa las neuronas Epi directamente, lo que hace que liberen el neuropéptido AstC. Este compuesto luego se une al receptor AstC-R1 en otras neuronas que está relacionado con los receptores de opiáceos de mamíferos.

El equipo planea investigar más a fondo las vías involucradas en esta respuesta anti-nocicepción. Por ejemplo, esperan identificar las neuronas que funcionan aguas abajo de las que expresan AstC-R1. Su trabajo plantea la cuestión de si un canal TRP activado térmicamente también podría suprimir la nocicepción en los mamíferos. De ser así, se encontraría en nuestras extremidades y no en el cerebro, ya que los mamíferos mantienen una temperatura interna constante, a diferencia de las moscas de la fruta .

Los sorprendentes resultados aparecen en la revista Current Biology .