Как плодовые мушки помогают понять хроническую боль и остановить болезни, переносимые комарами

Исследование белка, который плодовые мушки используют для восприятия тепла и химических веществ, может в будущем помочь в решении проблем человеческой боли и контроля за переносящими болезни комарами.

В текущем выпуске журнала Nature биолог Пол Гаррити из Национального центра поведенческой геномики Университета Брандейса и его команда, возглавляемая Кёнджином Каном и Винсом Панзано, обнаружили, как плодовые мушки отличают тепло летнего дня от остроты васаби, используя белок TRPA1. Его человеческий аналог критически важен для ощущения боли и воспаления.

В более ранних исследованиях команда Гаррити показала, что мухи, как и люди, чувствуют химические раздражители с помощью TRPA1, что указывает на древнее происхождение этого механизма. В 2008 году команда продемонстрировала, что этот белок у мух выполняет вторую функцию: восприятие тепла.

Лёгкое тепло и вредные химические вещества вызывают разные реакции. Как обе реакции могут зависеть от одного сенсора? Команда обнаружила простой ответ. Насекомые фактически производят две формы белка TRPA1, каждая из которых специализирована для своей задачи.

Такая специализация TRPA1 имеет значение для разработки репеллентов и ловушек для борьбы с передачей таких болезней, как малярия, лихорадка денге и вирус Западного Нила. «Эта работа над TRPA1 может объяснить, как кровососущие насекомые, такие как комары, отличают вредные химические вещества, которые их отпугивают, от тепла человеческого тела, которое их привлекает», — говорит Гаррити. «Активируя один вид TRPA1, можно было бы отпугнуть комаров от укуса, в то время как активация другого вида TRPA1 могла бы заманить их в ловушку».

Эти открытия также важны для понимания работы человеческих нейронов, воспринимающих повреждения. Поскольку человеческий TRPA1 является мишенью для лекарств, направленных на лечение таких заболеваний, как астма, мигрень и хроническая боль, важно понимать, как функционируют белки TRPA1.

«С плодовыми мушками легко работать в лаборатории, и это позволяет нам быстро и относительно дёшево проверять гипотезы о работе TRPA1», — говорит Гаррити. «К счастью, функция TRPA1, по-видимому, эволюционно древняя и консервативна от мух до комаров и людей, поэтому, используя мух, можно получить представления, имеющие общее биомедицинское значение».

«Неизлечимая хроническая боль и болезни, переносимые насекомыми, — две основные проблемы здоровья человека, — говорит Гаррити. — Когда вы думаете о переводе фундаментальных исследований в методы лечения, работа в этих областях обладает огромным потенциалом для облегчения человеческих страданий».