Шванновские клетки, ранее известные своей ролью изоляторов вокруг нервных волокон, активно участвуют в обнаружении сенсорных стимулов, таких как прикосновение и боль. Это новаторское исследование показывает, что определенные типы шванновских клеток образуют сеть прямо под поверхностью кожи, напрямую соединяясь с нервными окончаниями, ответственными за восприятие механического давления.
Используя оптогенетику для манипулирования этими клетками на мышах, команда ученых продемонстрировала решающую роль шванновских клеток в передаче болевых ощущений и их потенциал в качестве новой мишени для терапии боли. Это открытие не только бросает вызов существующему пониманию сенсорного восприятия, но и предлагает новые многообещающие направления лечения боли и тактильных нарушений.
Специальные рецепторные клетки под кожей позволяют нам чувствовать боль и прикосновение. Но шванновские клетки также играют ключевую роль в обнаружении таких стимулов, сообщают ученые из Центра Макса Дельбрюка в научном журнале Nature Communications. Это открытие открывает новые возможности в терапии боли.
Кожа содержит огромное количество окончаний сенсорных рецепторов, которые распознают прикосновение, тепло и холод, а также потенциальные опасности, такие как вредные механические и химические раздражители. Эти сенсорные клетки затем посылают соответствующий сигнал в спинной и головной мозг. Ранее ученые считали, что за эту задачу отвечают только сенсорные нейроны.
Однако оказывается, что шванновские клетки также играют жизненно важную роль, о чем сообщают группы профессора Гэри Левина (Gary Lewin) и профессора Джеймса Пуле (James Poulet ) из Центра Макса Дельбрюка (Max Delbrück Center).
Известно, что шванновские клетки действуют как изолирующий слой вокруг нервных волокон. Они защищают и обеспечивают питательными веществами нейроны. Однако новые исследования показали, что определенные типы шванновских клеток также активно участвуют в обнаружении сенсорных стимулов. Эти шванновские клетки образуют сетевую структуру всего в нескольких микрометрах ниже эпидермиса и связаны со свободными нервными окончаниями сенсорных рецепторов, которые обнаруживают механическое давление.
«Мы были удивлены тем, в какой степени шванновские клетки участвуют в обнаружении стимулов», — комментирует Гэри Левин.
Первые признаки важности шванновских клеток в восприятии боли (ноцицепция) возникли в результате более ранних исследований шведских сотрудников Левина. Это побудило Джулию Охеду-Алонсо (Julia Ojeda-Alonso) совместно с Лаурой Кальво-Энрике (Laura Calvo-Enrique) из Каролинского института (Karolinska Institutet) в Стокгольме разобраться в сути вопроса. Используя метод, называемый оптогенетикой, исследователи вывели мышей, у которых они смогли включать и выключать различные типы шванновских клеток с помощью света разных цветов.
Чтобы передать болевые ощущения в мозг, достаточно было активировать шванновские клетки световым раздражителем. Не было необходимости стимулировать настоящие ноцицепторы. При блокировке шванновских клеток передача стимулов ноцицепторами снижалась как минимум вдвое.
«Мы предполагаем, что технические ограничения не позволили нам полностью отобразить роль шванновских клеток и что в некоторых случаях они фактически выполняют большую часть обнаружения стимулов», — добавляет Левин.
Затем ученые провели эксперименты с тактильными стимулами. Они сосредоточились на тельцах Мейснера, которые являются рецепторами вибрации в коже и тесно связаны со шванновскими клетками. Команда ученых под руководством Джеймса Пуле, возглавляющего лабораторию нейронных цепей и поведения в Центре Макса Дельбрюка, научила мышей ощущать малейшие вибрации передней лапой и сообщать об обнаружении этих стимулов.
«Когда шванновские клетки были выключены, мышам было гораздо труднее это сделать», — объясняет Пуле. После снятия оптогенетической блокады к ним вернулась способность чувствовать малейшие вибрации кожи.
Исследователи показали, что шванновские клетки в первую очередь влияют на передачу механических стимулов, а не на тепловые или холодовые стимулы.
«Возможно, полимодальные ноцицепторы, которые реагируют на механические, термические и химические раздражители, функционируют должным образом только с помощью шванновских клеток», — добавляет Левин.
Результаты открывают новые возможности для понимания и лечения боли и нарушения сенсорного восприятия.
«Шванновские клетки под поверхностью кожи легко доступны для терапевтических агентов», — заключает Левин. «Это делает их привлекательной целью для решения проблемы в корне».
Авторы другого исследования утверждают, что молекулы шванновских клеток помогут в лечении злокачественных нейробластом.