Zakład Farmakologii Bólu

Opis zakładu
Tematyką badawczą Zakładu Farmakologii Bólu jest opracowywanie zagadnień dotyczących problematyki powstawania i utrzymywania się procesów bólowych, ze szczególnym uwzględnieniem bólu neuropatycznego, który powstaje w wyniku uszkodzenia nerwów obwodowych z powodu urazów, nowotworów, cukrzycy, stwardnienia rozsianego, niedotlenienia. Ten rodzaj bólu nie jest łagodzony przez typowe środki przeciwbólowe, dlatego też staje się często dolegliwością bez perspektyw na znaczną poprawę. Pomimo licznych badań zarówno klinicznych jak i doświadczalnych, molekularny mechanizm rozwoju bólu wciąż nie jest dokładnie poznany.
W badaniach pragniemy określić zaburzenia homeostazy w endogennych układach opioidowych, co wydaje się jedną z głównych przyczyn rozwoju bólu przewlekłego. Wzrost aktywacji endogennych systemów przeciwbólowych w odpowiedzi na uszkodzenie układu nerwowego uruchamia mechanizmy homeostazy i w konsekwencji prowadzi do nadmiernej aktywności systemów probólowych. Badania mają na celu określenie ścieżek udziału różnych probólowych peptydów w rozwoju neuropatii.
Badania z wykorzystaniem zarówno profilowania ekspresji genów jak i analizy białek wskazują, że w bólu neuropatycznym dochodzi do silnej aktywacji wielu genów neuronalnych, jak również genów związanych z odpowiedzią komórek immunologicznych, w tym z aktywacją mikrogleju. Prowadzone badania są istotne, ponieważ obecnie brak danych dotyczących prób hamowania mikrogleju czy czynników prozapalnych takich jak IL-1beta, CCL2, CCL5, a także wykorzystania inhibitorów szlaków wewnątrzkomórkowych NF-B, ERK1/2, p38MAPK przy stosowaniu opioidów w bólu neuropatycznym. W badaniach poszukujemy nowych punktów uchwytu również dla skutecznej terapii neuropatii cukrzycowej. Prowadzone eksperymenty wykazały, że modulacja zmian neuroimmunologicznych na skutek działania pentoksyfiliny (inhibitor pozapalnych cytokin), minocykliny (inhibitor p38MAPK), partenolidu (inhibitor NF-κB), U0126 (inhibitor ERK1/2), SB203580 (inhibitor p38MAPK) PD98059 (inhibitor MAPKK) w bólu neuropatycznym osłabia jego rozwój a także nasila efektywność opioidów. Mamy nadzieję, że wyniki naszych badań stworzą eksperymentalne podstawy do zastosowanie w przyszłości skojarzonej terapii stosowanych w klinice opioidowych leków przeciwbólowych z inhibitorami gleju lub innymi substancjami modulującymi syntezę lub działanie prozapalnych czynników, w celu zwiększenia skuteczności leków przeciwbólowych w terapii bólu neuropatycznego.
 
Metody badawcze

Najważniejsze odkrycia ostatnich lat

Wyjaśnienie osłabionej efektywności leków opioidowych w bólu neuropatycznym przez wykazanie obecności receptora MOP i KOP  a braku receptora DOP opioidowego na komórkach mikrogleju, co tłumaczy niezmienioną efektywność agonistów receptora DOP w odróżnieniu od osłabionego działania leków działających przez dwa pozostałe receptory opioidowe i wskazuje drogę poszukiwania nowych leków przeciwbólowych.
 
Wykazano, że jednym z ważnych czynników biorących udział w efektach neurotoksycznych dynorfiny w modelu bólu neuropatycznego są cytokiny prozapalne pochodzące z gleju aktywowanego uszkodzeniem układu nerwowego. Zahamowanie tej aktywności znacznie osłabia niekorzystne efekty dynorfiny, jednego z czynników rozwoju bólu neuropatycznego.



Wszystkie publikacje
  • PRELUDIUM 12 2016/23/N/NZ7/00356 Określenie mechanizmów i potencjalnych punktów uchwytu dla terapii bólu neuropatycznego poprzez zbadanie interakcji farmakologicznych pomiędzy substancjami modulującymi aktywność gleju a lekami opioidowymi., Dr Anna Piotrowska-Murzyn
    CEL PROWADZONYCH BADAŃ: Obecnie stosowane metody leczenia bólu neuropatycznego są wciąż niesatysfakcjonujące, a określenie skutecznej terapii, w celu poprawy jakości życia osób cierpiących z powodu bólu pozostaje wyzwaniem. Pomimo wielu lat badań w tej dziedzinie, mechanizm powstawania i utrzymania się bólu neuropatycznego wciąż nie jest do końca poznany. Najnowsze badania, również nasze, wskazują, że to właśnie komórki glejowe pełnią istotną rolę w rozwoju neuropatii. Celem projektu jest szczegółowe zbadanie roli receptorów GPCR, takich jak receptory chemokinowe/opioidowe zlokalizowane na powierzchni komórek glejowych oraz analiza zmian poziomu czynników endogennych, powstałych w wyniku uszkodzenia nerwu kulszowego, które inicjują i regulują rozwój neuropatii. Co ważne, planujemy w naszych badaniach wykorzystać również hodowle pierwotne mikrogleju i astrocytów, co pozwoli lepiej określić rolę tych komórek w patologii bólu. Analizę biochemiczną przeprowadzimy w badaniach in vivo i in vitro celem określenia zmian w poziomie receptorów (CCR5, CXCR3, μ) i mediatorów probólowych (np. CCL2- 5,11,13,21, CXCL4,9-11, IL-1β, IL-6, IL-18), które przyczyniają się do powstawania bólu neuropatycznego, a także endogennych mediatorów przeciwbólowych (IL-1RA, IL-18BP, IL-10). Ponadto, projekt zakłada farmakologiczną modulację bólu poprzez zastosowanie antagonistów receptorów dla chemokin i inhibitorów szlaków wewnątrzkomórkowych (m. in. p38MAPK, ERK1/2), ocenę ich aktywności przeciwbólowej oraz wpływu na równowagę między czynnikami pro- i antynocyceptywnymi. Wykorzystanie w badaniach minocykliny, marawiroku oraz partenolidu, leków stosowanych w klinice, jednak nie w leczeniu bólu neuropatycznego, może dostarczyć nowych dowodów dotyczących ich terapeutycznego działania. Określenie w badaniach efektu łącznego podania konwencjonalnie stosowanego opioidowego leku przeciwbólowego, np. tramadolu, z wybranymi substancjami immunomodulującymi cechującymi się najwyższym potencjałem analgetycznym, może przyczynić się do opracowania podstaw nowej, skutecznej terapii skojarzonej bólu neuropatycznego. Wyniki badań uzyskane w ramach realizacji projektu z jednej strony pomogą lepiej poznać neuroimmunologiczne podłoże powstawania bólu neuropatycznego, a z drugiej strony ocenić skuteczność zastosowanych substancji farmakologicznych w łagodzeniu bólu. HIPOTEZA BADAWCZA:1. W szczurzym/mysim modelu bólu neuropatycznego:1.1 antagoniści receptorów chemokinowych i inhibitory szlaków wewnątrzkomórkowych obniżają ból poprzez przywrócenie równowagi między czynnikami pro- i antynocyceptywnymi 1.2 łączne podania agonisty receptora opioidowego i antagonisty receptora chemokinowego przynoszą synergistyczny efekt przeciwbólowy; 1.3 źródłem badanych czynników nocyceptywnych są komórki mikrogleju i astrocytów, dlatego są celem farmakologicznej modulacji. 2. W hodowli pierwotnej komórek mikrogleju i/lub astrocytów: farmakologiczna modulacja receptorów chemokinowych oraz szlaków wewnątrzkomórkowych ważnych w nocycepcji umożliwi poznanie ich roli oraz pozwoli określić ich wpływ na efekty leków opioidowych. METODA BADAWCZA: Zwierzęta Doświadczenia będą prowadzone na szczurach i/lub myszach w zgodzie z zaleceniami Komisji do Spraw Etyki Badań nad Zwierzętami IF PAN w Krakowie; Model bólu neuropatycznego (model Bennetta) - luźne jednostronne podwiązanie nerwu kulszowego u szczurów i/lub myszy; Podania badanych związków (dootrzewnowe/podpajęczynówkowe podania substancji takich jak: antagoniści receptorów chemokinowych; inhibitory szlaków wewnątrzkomórkowych; agonista receptorów opioidowych: tramadol). Badania behawioralne: Test von Frey’a i zimnej płytki; Badania biochemiczne: Analiza RNA: qRT-PCR; Analiza białka: Western blot/ELISA/Mikromacierze białkowe/Immunohistochemia; Hodowle komórkowe: Hodowle pierwotne mikrogleju i/lub astrogleju. WPŁYW REZULTATÓW:  Według Międzynarodowego Stowarzyszenia Badania Bólu IASP, co piąty Europejczyk cierpi z powodu bólu chronicznego, a towarzyszące jemu objawy przyczyniają się do znacznego pogorszenia jakości życia. Dlatego tak ważne jest opracowanie skutecznej metody leczenia. Określenie roli wielu czynników immunologicznych uwalnianych podczas rozwoju neuropatii przez komórki glejowe umożliwi zrozumienie jego patomechanizmu i pozwoli nam poszerzyć wiedzę w tej dziedzinie. Proponowane badania koncentrują się na mikrogleju i astrocytach, które zostały niedawno uznane za ważne modulatory nocycepcji. Rezultaty uzyskane w proponowanym projekcie pozwolą uzupełnić wiedzę na temat efektów analgetycznych leków stosowanych w klinice, jednakże nie w leczeniu neuropatii, takich jak minocyklina, partenolid i marawirok. Ponadto zastosowanie w badaniach nowych substancji narzędziowych np. antagonisty CXCR3 przyczyni się do zrozumienia mechanizmów warunkujących powstawanie i utrzymanie się bólu neuropatycznego. Podniesienie efektywności opioidowych leków przeciwbólowych stosowanych obecnie w klinice poprzez łączne ich podania z substancjami blokującymi aktywność komórek glejowych poprzez receptory na nich zlokalizowane lub szlaki wewnątrzkomórkowe może doprowadzić do podniesienia komfortu życia pacjentów cierpiących z powodu bólu neuropatycznego. W związku z powyższym, wydaje się, że farmakologiczna modulacja gleju jest nowym, obiecującym podejściem terapeutycznym w leczeniu bolesnej neuropatii.
Wszystkie granty
  • nagroda 18. edycji programu L’Oréal-UNESCO Dla Kobiet i Nauki , Dr Anna Piotrowska-Murzyn
    Środa, 14 Listopada 2018
  • stypendium START Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej (FNP), Dr Anna Piotrowska-Murzyn
    Sobota, 26 Maja 2018
  • stypendium za wybitne osiągnięcia naukowe przyznane przez Prezesa Polskiej Akademii Nauk, Dr Anna Piotrowska-Murzyn
    Środa, 13 Grudnia 2017
Wszystkie nagrody
Kierownik zakładu

Prof. dr hab. Joanna Mika

Telefon: +48 12 6623298
E-mail: joamika@if-pan.krakow.pl

Zainteresowania badawcze

Techniki badawcze

Słowa kluczowe