Специальные рецепторные клетки под кожей позволяют нам чувствовать боль и прикосновение. Но шванновские клетки также играют ключевую роль в обнаружении таких стимулов, сообщают исследователи из Центра Макса Дельбрюка в журнале Nature Communications . Это открытие открывает новые возможности в терапии боли.
Кожа содержит множество 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, как теперь сообщают группы профессора Гэри Левина и профессора Джеймса Пуле из Центра Макса Дельбрюка вместе с международной исследовательской группой.
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», — говорит Гэри Левин, руководитель лаборатории молекулярной физиологии соматических ощущений в Центре Макса Дельбрюка.
Первые указания на важность шванновских клеток в восприятии боли (ноцицепции) появились в более ранних исследованиях шведских сотрудников Левина.
Это побудило Джулию Охеду-Алонсо из лаборатории Левина и лаборатории Пуле объединиться с международными коллегами, такими как доктор Лаура Кальво-Энрике из Каролинского института в Стокгольме, чтобы разобраться в сути дела. Используя метод, называемый оптогенетикой, исследователи вывели мышей, у которых они смогли включать и выключать различные типы шванновских клеток с помощью света разных цветов.
Без шванновских клеток мыши не могли чувствовать вибрации.
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 действительно выполняют большую часть обнаружения стимулов», — говорит Левин.
Затем команда провела эксперименты с тактильными стимулами. Они сосредоточились на тельцах Мейснера, которые являются рецепторами вибрации в коже и тесно связаны со шванновскими клетками. Команда 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 отключены, мышам было гораздо труднее сделать это», — объясняет Пуле. После снятия оптогенетической блокады к ним вернулась способность чувствовать малейшие вибрации кожи.
Новые подходы к терапии боли
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», — говорит Левин.
Результаты открывают новые возможности для понимания и лечения боли и нарушения сенсорного восприятия. «Шванновские клетки под поверхностью кожи легко доступны для терапевтических агентов», — говорит Левин. «Это делает их привлекательной целью для решения проблемы в корне».
