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
  • Nowe strategie w farmakoterapii bólu neuropatycznego oparte na modulacji funkcji receptorów chemokinowych CCR2 oraz CCR5, Mgr Klaudia Kwiatkowski
    Międzynarodowe Towarzystwo Badania Bólu definiuje ból jako nieprzyjemne doświadczenie czuciowe i emocjonalne związane z faktycznym lub potencjalnym uszkodzeniem tkanki. O bólu przewlekłym mówimy, gdy utrzymuje się lub nawraca przez okres dłuższy niż 3 miesiące. Ocenia się, że dotyka on obecnie około 20% dorosłych Europejczyków, stanowiąc tym samym ważny problem kliniczny. Gdy ból przewlekły powstaje na skutek uszkodzenia lub choroby układu nerwowego, możemy mówić o bólu neuropatycznym charakteryzującym się alodynią, czyli bólem pojawiającym się na skutek działania bodźca, który normalnie nie wywołuje bólu oraz hiperalgezją, która jest nadwrażliwością na bodziec nocyceptywny. Ze względu na szeroki zakres towarzyszących objawów, takich jak bezsenność, lęk, a nawet depresja, ból neuropatyczny negatywnie wpływa na wszystkie aspekty życia pacjentów, znacznie obniżając jego jakość. Niestety terapia bólu neuropatycznego, pomimo licznych badań podstawowych i klinicznych, pozostaje niezwykle trudna, głównie z powodu złożonego i wciąż niedostatecznie poznanego mechanizmu leżącego u podstaw jego rozwoju. Ostatnie badania wykazały, że interakcje zachodzące między neuronami, komórkami glejowymi i immunologicznymi mogą być kluczowe dla powstawania i utrzymywania się bólu neuropatycznego. Zasugerowano, że w procesach tych pośredniczą głównie chemokiny. W niniejszym projekcie zamierzamy przeanalizować zmiany w poziomie licznych czynników wewnątrzkomórkowych, a także cytokin, szczególnie interleukin i chemokin, zaangażowanych w patologiczną transmisję bólu po uszkodzeniu nerwów obwodowych. Chcielibyśmy skupić się na dwóch ważnych receptorach dla chemokin, poprzez które te endogenne czynniki nocyceptywne mogą działać, a mianowicie CCR2 i CCR5. Najnowsze dane literaturowe wskazują, że ich ekspresja jest zmieniona w bólu neuropatycznym, w szczególności w neuronach i komórkach glejowych. Wiadomo, że zaktywowane komórki glejowe są ważnym źródłem czynników probólowych, dlatego zahamowanie ich aktywacji przynosi korzystne efekty w terapii bólu. Planujemy ustalić, czy zablokowanie tych dwóch receptorów może hamować wydzielanie czynników pronocyceptywnych związanych z powstawaniem bólu neuropatycznego i promować uwalnianie czynników antynocyceptywnych przyczyniających się do osłabienia bolesnych objawów. Co więcej, planujemy porównać, czy te potencjalnie korzystne efekty są silniejsze w przypadku blokowania tych dwóch receptorów jednocześnie. Chcemy również sprawdzić, czy bezpośrednie hamowanie chemokin probólowych, takich jak CCL2, CCL7 i CCL8, może mieć jeszcze bardziej korzystny wpływ w bólu neuropatycznym. Kolejną przyczyną braku skutecznej terapii jest fakt, że powszechnie stosowane opioidy tracą swoją skuteczność w bolesnej neuropatii. W związku z tym obecnie poszukuje się skutecznej terapii skojarzonej, która pozwali na uzyskanie silniejszych efektów przeciwbólowych bez niebezpiecznych działań niepożądanych. Poprzednie doniesienia sugerują, że niektóre chemokiny mogą wpływać na analgezję indukowaną opioidami, a blokowanie ich działania przez selektywnych antagonistów receptorów chemokinowych może posłużyć jako skuteczna koanalgezja w terapii bólu neuropatycznego. W świetle tak obiecujących wyników chcielibyśmy zbadać, czy podwójny antagonista CCR2 oraz CCR5, cenicriviroc, lub inhibitor uwalniania chemokin CCL2, CCL7 i CCL8, bindarit, mogą nasilać przeciwbólowe działanie opioidów stosowanych w klinice (np. morfiny, buprenorfiny, tramadolu i/ lub oksykodonu). Chcemy porównać, czy ewentualne efekty są lepsze niż przy użyciu selektywnych antagonistów, takich jak marawirok (antagonista CCR5) lub RS504393 (antagonista CCR2). Co ciekawe, niektóre z substancji użytych w naszym projekcie zostały już zastosowane w klinice (np. marawirok) lub włączone do kolejnych etapów badań klinicznych (np. cenicriviroc, bindarit). Jednak żaden z nich nie jest jeszcze stosowany u pacjentów cierpiących na ból neuropatyczny. Ponadto uważamy, że translacyjny charakter badań podstawowych jest niezmiernie istotny, dlatego interesujące wydaje się być zbadanie efektów badanych leków podanych różymi drogami, tak aby wybrać najbardziej korzystny sposób aplikacji dla pacjentów. Wyniki uzyskane w ramach niniejszego projektu planujemy opublikować w recenzowanych czasopismach o międzynarodowym uznaniu, jak również zaprezentować je na konferencjach. Ponadto wyniki te staną się podstawą rozprawy doktorskiej kierownika projektu. Mamy nadzieję, że wyniki uzyskane w tym projekcie pozwolą poszerzyć naszą wiedzę o procesach leżących u podstaw rozwoju bólu neuropatycznego i pozwolą zaproponować nowe cele farmakologiczne dla innowacyjnych i skutecznych terapii bólu neuropatycznego. 
  • 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