Η ανακάλυψη δημοσιεύτηκε στις 14 Οκτωβρίου στο Nature και σηματοδοτεί μια σημαντική εξέλιξη στη νευροβιολογία και μπορεί να οδηγήσει σε νέες θεραπείες για τον έλεγχο της κύστης και τα προβλήματα της ούρησης που είναι αρκετά συνηθισμένα ιδιαίτερα στους ηλικιωμένους.
Η επικεφαλής της έρευνας Kara Marshall, PhD, μεταπτυχιακή συνεργάτης στο Department of Neuroscience, Scripps Research, αναφέρει: «Τείνουμε να παίρνουμε την ούρηση ως δεδομένη και γι’αυτό είναι υπομελετημένη θα έλεγα παρά το γεγονός ότι προξενεί τεράστιες δυσκολίες όταν κάτι πηγαίνει στραβά με το ουροποιητικό. Τώρα ανακαλύπτουμε ένα κρίσιμο κομμάτι του πως λειτουργεί η ούρηση».
Η Marshall και η συνεργάτες της επικεντρώθηκαν στην μελέτη της πρωτεΐνης PIEZO2, ενός «μηχανοαισθητήρα» που εντοπίζει την διάταση των ιστών. Βρέθηκε ότι η PIEZO2 εκφράζεται στα κύτταρα της κύστης και είναι απαραίτητη για την εγκράτεια σε μελέτες που έγιναν σε ποντίκια και ανθρώπους.
Ο Καθηγητής Νευροβιολογίας Ardem Patapoutian, PhD, αναφέρει ενδεικτικά: «Ποιός μπορούσε να φανταστεί ότι η μηχανοαισθητήρια πρωτεΐνη που μας δίνει την αίσθηση της αφής μας ειδοποιεί επίσης για το πότε η κύστη μας είναι γεμάτη;»
Το 2010 ο Patapoutian και το εργαστήριο του αναγνώρισαν για πρώτη φορά την PIEZO2 και την συγγενή της PIEZO1 ως μηχανοαισθητήρες που «αντιλαμβάνονται» τις μηχανικές παραμορφώσεις των μυών. Γι’αυτό μεταξύ άλλων ο Patapoutian και το εργαστήριο του έλαβαν το 2020 το βραβείο Kavli στον τομέα της Νευροβιολογίας.
Όπως οι περισσότερες αισθητήριες πρωτεΐνες οι PIEZO είναι πρωτεΐνες διαύλων ιόντων οι οποίοι δίαυλοι βρίσκονται στην εξωτερική μεμβράνη του κυττάρου και όταν διεγείρονται από κάποιο ερέθισμα επιτρέπουν την ροή φορτισμένων ατόμων στο κύτταρο. Οι αισθητήριες πρωτεΐνες διαύλων ιόντων βρίσκονται συνήθως στους αισθητικούς νευρώνες του δέρματος, των αρθρώσεων και άλλων οργάνων και όταν σε ένα νευρικό κύτταρο ενεργοποιηθούν αρκετοί δίαυλοι ιόντων, πυροδοτείται ένα σήμα προς τον εγκέφαλο.
Για τις PIEZO το ερέθισμα που προκαλέι το άνοιγμα του διαύλου ιόντων είναι η διάταση της κυτταρικής μεμβράνης λόγω μηχανικών πιέσεων στον ιστό. Στις μελέτες του κατά την τελευταία δεκαετία ο Patapoutian και οι συνεργάτες του έχουν δείξει ότι η PIEZO2 συναντάται σε διάφορους ιστούς και όργανα στο σώμα όπως στους πνεύμονες όπου και βοηθούν την ρύθμιση της αναπνοής, στα αιμοφόρα αγγεία και στο δέρμα όπου λειτουργούν ως ενδιάμεσοι της αίσθησης της αφής.
Η νέα μελέτη ήταν αποτέλεσμα της συνεργσίας των Alexander Chesler, PhD, και Carsten Bönnemann, MD, επικεφαλής ερευνητές στο NIH. Οι Chesler και Bönnemann και οι συνεργάτες τους, μελετούν ανθρώπους με γενετικές μεταλλάξεις που έχουν ως αποτέλεσμα την λειτουργική ένδεια της PIEZO2. Οι ασθενείς αυτοί βιώνουν μια σειρά προβλημάτων στις αισθητήριες οδούς που σχετίζονται με την λειτουργία της πρωτεΐνης.
Στη μελέτη τους οι ερευνητές του ΝΙΗ βρήκαν ότι τα άτομα αυτά, επιπρόσθετα των υπόλοιπων αισθητηριακών διαταραχών τους, παρουσίαζαν και διαταραχή της αίσθησης ότι η κύστη είναι πλήρης και συχνά ουρούν βάσει προγράμματος για να αποφύγουν επεισόδια ακράτειας.
Ο Patapoutian, η Marshall και οι συνεργάτες τους έδειξαν με τα πειράματά τους ότι η απωλεια της PIEZO2 έχει παρόμοια αποτελέσματα στα ποντίκια. Το ουροποιητικό χρησιμοποιεί την πρωτεΐνη αυτή στους αισθητήριους νευρώνες της κύστης και στα κύτταρα του τοιχώματος της κύστης ωστε να γίνται αντιληπτή η διάταση από τον εγκέφαλο και να διευκολύνεται η ούρηση. Όπως αποδείχτηκε στα πειράματα τα νευρικά κύτταρα της κύστης των ποντικών ανταποκρίνονται περίφημα με σήματα όταν η κύστη είναι πλήρης, τα οποία σήματα όμως απουσιάζουν σχεδόν πλήρως όταν υπάρχει έλλειψη PIEZO2.
Επίσης ανευρέθηκαν μη φυσιολογικά αντανακλαστικά στους μύες που ελέγχουν την ουρήθρα, κάτι που υποδεικνύει ότι στα ποντίκια και πολύ πιθανά και στους ανθρώπους, η μηχανοαισθητήρια πρωτεΐνη είναι απαραίτητη για την αίσθηση της πληρότητας της κύστης και για την φυσιολογική ούρης.
urologyinstitute.gr