MÙŽE BÝT VNÍMÁNÍ BOLESTI OVLIVNÌNO GENETICKY?

Pøehledné èlánky

MÙŽE BÝT VNÍMÁNÍ BOLESTI OVLIVNÌNO GENETICKY? CAN BE PAIN PERCEPTION GENETICALLY INFLUENCED? OMAR ŠERÝ, 2OLGA HRAZDILOVÁ, 2PAVEL ŠEVÈÍK

1

Masarykova univerzita, Pøírodovìdecká fakulta, Laboratoø neurobiologie a molekulární psychiatrie, Katedra srovnávací fyziologie živoèichù a obecné zoologie, 2 Masarykova univerzita, Lékaøské fakulta a FN u sv. Anny, Anesteziologicko-resustcitaèní klinika, Brno 1

SOUHRN Jako mnoho komplexních biologických fenoménù, zaèíná být také bolest studována na úrovni genù. Vývoj molekulární biologie v posledních letech umožnil nejen klonování, mapování a sekvenování genù, ale také jejich ovlivòování prostøednictvím technik „knock out“, „oligo antisense“ nebo virových vektorù. Tyto metody umožòují zkoumat na molekulární úrovni, které z cca 30 až 40 tisíc genù se podílejí na zprostøedkování bolesti, které z nich jsou polymorfní a které polymorfizmy jsou zodpovìdné za interindividuální rozdíly ve vnímání bolesti. Velkým problémem pøi studiu bolesti je její emoèní složka. K dalším problémùm patøí skuteènost, že nástroje, které by byly použitelné pro mìøení bolesti a její srovnávání mezi jednotlivými osobami, jsou nedostateèné. Pøes tyto problémy máme dnes již k dispozici mnohé informace, které by bez metod molekulární biologie a bez experimentù na zvíøatech byly jen tìžce pøístupné. Teprve nedávno se podaøilo prokázat genetický pùvod familiární hemiplegické migrény a kongenitální insenzitivity bolesti s anhidrózou. V posledních šesti letech je genetický výzkum bolesti zacílen pøedevším na možnost genové terapie pacientù s chronickou bolestí. Výsledky tìchto studií jsou povzbudivé a lze øíci, že již v blízké budoucnosti budou použitelné v klinické praxi. Klíèová slova: gen, polymorfizmus, bolest, genová terapie, molekulární biologie

SUMMARY As many complex biological phenomena, pain starts to be studied on the genetic level. The advances made in molecular biology in recent years enabled not only cloning, mapping and sequencing of genes but, also, research into genes using techniques of “knock out”, “oligo antisense” or viral vectors. These methods help us to find which of 30–40 thousands genes influence the feeling of pain, which of genes are polymorphic and which of the polymorphisms are responsible for interindividual differences in the feeling of pain. The emotional part of pain represents a major problem in pain research. Moreover, the tools that could be used for pain measurements and for comparing pain between individuals are insufficient. In spite of these problems, a lot of information is available thanks to molecular biology and animal experiments. Recently, the genetic basis of familial hemiplegic migraine and congenital insensitivity to pain with anhidrosis were proved. During the last six years, genetic research of pain has focused mostly on the possibility of gene therapy of patients with chronic pain. The results of these studies are encouraging and one can say that in the near future, they could be used in clinical practice. Key words: gene, polymorphism, pain, gene therapy, molecular biology

Úvod Bolest je nepøíjemný vjem, který signalizuje hrozící nebo probíhající poruchu integrity organizmu škodlivými podnìty. Z toho vyplývá její ochranná funkce. Chronická bolest mùže být i bolestí sama o sobì a pøedstavuje nosologickou jednotku. Smyslovými orgány pro bolest jsou volná nervová zakonèení, která se nacházejí témìø ve všech tkáních tìla. Bolestivé vzruchy jsou pøenášeny do centrálního nervového systému dvìma systémy vláken. První nocicepèní systém je tvoøen tenkými, málo myelinizovanými Aδ vlákny o prùmìru 2–5 μm, která vedou vzruch rychlostí 12–30 m/s. Druhý systém se skládá z nemyelinizovaných C-vláken o prùmìru 0,4–1,2 μm, která vzruch vedou rychlostí 0,5–2 m/s. Obì skupiny vláken konèí v zadních míšních rozích. Aδ vlákna konèí primárnì na neuronech vrstev I a V (a zøejmì i v jiných vrstvách), zatímco C-vlákna zadních koøenù konèí ve vrstvì I a II. Nìkteré axony neuronù zadních koøenù konèí v míše a v mozkovém kmeni, ostatní vstupují do anterolaterálního systému vèetnì laterálního spinotalamického traktu. Nìkterá vlákna pøicházejí do specifických senzorických 128

pøevodních jader thalamu a z nich pak do mozkové kùry, kde aktivují oblasti SI, SII a gyrus cingularis. Mnoho vláken konèí v retikulárním systému, odkud projikují do talamických jader a dále do mozkové kùry. Nìkterá vlákna projikují do hypotalamu (Ganong, 1995). Podrobnìjší a novìjší poznatky jsou uvedeny v pøehledných publikacích prof. Rokyty (Rokyta, 2002; Rokyta, 2003). Interindividuální rozdíly ve vnímání bolesti Vnímání bolesti je u rùzných jedincù rùzné. Stejný stimul mùže vyvolat u jednoho jedince bolest vedoucí až ke ztrátì vìdomí, a u jiného jedince mùže týž stimul vyvolat slabší odezvu nebo zpùsobit až sexuální vzrušení. Tyto interindividuální rozdíly ve vnímání bolesti mají psychobiologický základ. Nelze konstatovat, že pouze zkušenost èi prostøedí moduluje vnímání bolesti, stejnì tak nelze tvrdit, že jej moduluje pouze genová výbava daného jedince. Psychobiologický základ vnímání bolesti je dán interakcí psychických faktorù (vèetnì prostøedí) a biologických faktorù, které se doplòují do takové míry, že je nelze úplnì oddìlit. BOLEST 3/2004

Kongenitální insenzitivita bolesti s anhidrózou a familiární hemiplegická migréna jako dùkaz genetické podmínìnosti vnímání bolesti Kongenitální insenzitivita bolesti s anhidrózou (Congenital insensitivity to pain with anhidrosis – CIPA, oznaèovaná také jako hereditary sensory and autonomic neuropathy type IV - HSAN-IV) je autozomálnì-recesivní choroba charakterizovaná rekurentními epizodami horeèek nejasného pùvodu, neschopností se potit a absencí reakce na bolestivé stimuly, sebepoškozujícím chováním a mentální retardací. Do roku 1996 nebyl znám pùvod této choroby. Indo et al. (1996) zjistil, že CIPA je zpùsobena mutací v genu pro TrkA (Ntrk1, tyrosinkinázový receptor pro NGF). Studie za použití elektronového mikroskopu prokázaly u pacientù s CIPA absolutní absenci myelinizovaných i nemyelinizovaných vláken, stejnì tak chybìní inervace potních žláz. Pøi vývoji nervové soustavy v prùbìhu ontogenetického vývoje je pøežívání neuronù sympatických ganglií a nociceptivních senzorických neuronù závislé na NGF (nervovém rùstovém faktoru). V pøípadì mu-

BOLEST 3/2004

tace v TrkA je porušen pøenos pøes tento receptor a neurony podléhají apoptóze. Výsledkem je chybìjící aferentní dráha pro bolestivé stimuly. V souèasné dobì je známo více než 37 mutací postihujících TrkA. Mutace genu TrkA zapøíèiòuje také u myší insenzitivitu bolesti a sebepoškozování. NGF nepøispívá pouze k pøežívání senzorických aferentù v prùbìhu vývoje, ale v dospìlosti se úèastní zánìtlivých procesù, kde lokálnì zvyšuje expresi neuropeptidù v nociceptorech. Migréna je èasto doprovázena bolestí. Familiární hemiplegická migréna (Familial hemiplegic migraine – FHM) je autozomálnì dominantní dìdièný subtyp migrény s aurou. Gen pro FHM byl v roce 1993 lokalizován na devatenáctý chromozóm do oblasti 19p13. Pozdìji byl v této oblasti nalezen gen CACNA1 (voltage-gated calcium channel alpha1), který kóduje P/Q typ vápníkového kanálu. V tomto genu byly u nìkterých pacientù s FHM nalezeny mutace. P/Q typ vápníkového kanálu ovlivòuje uvolòování serotoninu, ovlivòuje hladinu hoøèíku atd., což souvisí s patofyziologií migrény (Ophoff et al., 1996). Použití asociaèních studií ve výzkumu genetické podmínìnosti bolesti S výjimkou kongenitální insenzitivity bolesti a familiární hemiplegické migrény prozatím nebyly nalezeny mutace, které by samy o sobì (monogennì) ovlivòovaly vnímání bolesti. Variace v senzitivitì bolesti nebo vnímavosti na analgetika není zpùsobena jedním genem. Je zøejmé, že tyto komplexní znaky jsou polygenního charakteru a budou vyvolány interakcí vìtšího množství genù. Ke studiu takových polygenních znakù lze v dnešní dobì úspìšnì použít asociaèní, pøípadnì vazebné studie. Principem asociaèních studií je sestavení dvou a více souborù zkoumaných nepøíbuzných osob, které jsou po diagnostické stránce shodné. Pro každou zkoumanou skupinu osob jsou zvlášś vypoèítány genotypové a alelické frekvence, které jsou pak statisticky srovnávány. Testuje se nulová hypotéza, že srovnávané soubory se neliší. Pokud je hladina pravdìpodobnosti menší než 0,05, jedná se o signifikantní rozdíl. Kandidátní geny pro vnímání bolesti Mezi kandidátní geny, které se podílejí na vnímání bolesti, lze øadit veškeré geny, které se prostøednictvím proteinù úèastní samotného synaptického pøenosu nebo modulace tohoto pøenosu na dráze primární senzitivní neuron – CNS. Spadá sem široká škála neurotransmiterù a neuromodulátorù. Mezi nejdiskutovanìjší kandidátní geny ovlivòující vnímání bolesti patøí bezesporu geny pro endogenní opioidy a jejich receptory. Biologický efekt endogenních opioidù, kterými jsou endorfiny, enkefaliny a dynorfiny, zprostøedkovávají receptory δ, κ a μ, novìji oznaèované jako receptory OP1, OP2 a OP3. Všechny tøi typy opioidních receptorù se úèastní vnímání bolesti a všechny endogenní opioidy mají analgetický efekt. Kromì zmínìných tøí typù opioidních receptorù byl nedávno objeven orphanový receptor, jehož endogenním ligandem je peptid složený ze 17 aminokyselin, nazvaný orphanin FQ nebo nociceptin (OFQ/N1-17), který se podobá dynorfinu. Orphanin FQ postrádá N-terminální tyrosin potøebný pro aktivaci μ, δ nebo κ opioidních receptorù a váže se pouze na orphanový (nociceptinový) receptor. Na druhou stranu zase 129

Pøehledné èlánky

Mezi psychické faktory patøí osobnostní struktura jedince daná faktory prostøedí èi kognitivními faktory (prožitky bolesti v rámci porodu a pøi polytraumatech, výchova, vliv rodiny, stresu, prùbìhu nitrodìložního vývoje, perinatálního a postnatálního období atd.) a je dána i faktory genetickými. Osobnostní struktura jedince mùže být ovlivnìna psychickými poruchami, jako jsou schizofrenie, afektivní poruchy (napø. deprese, mánie), návykové poruchy (závislost na psychoaktivních látkách), neurotické poruchy (fobické úzkostné poruchy), poruchy sexuální preference (masochizmus, sadizmus, patologická sexuální agresivita) atd. Všechny jmenované psychické poruchy a mnohé další modulují vnímání bolesti (Blumensohn et al., 2002; Lautenbacher a Krieg, 1994). Biologické faktory vnímání bolesti jsou dány geneticky, zèásti prostøedím (napø. genová exprese mùže být ovlivnìna prostøedím) a pohlavím. V souèasné dobì jsou známy mnohé geny, jejichž produkty se podílejí na nervovém pøenosu a zpracování bolestivých stimulù. Tyto geny mohou být polymorfní, tzn. že každý jedinec nese specifickou skupinu polymorfizmù, jejichž interakce ovlivòuje vnímání bolesti. Geneticky podmínìná je nejen funkce proteinù podílejících se na pøenosu signálu (receptory, enzymy metabolizmu neutrotransmiterù, neuropeptidy), ale také funkce proteinù modulujících bolest (interleukiny, neuropeptidy, enzymy metabolických drah kyseliny arachidonové, atd.) èi funkce proteinù zasahujících do vývoje CNS (neuropeptidy, interleukiny, receptory pro neurotrofiny atd.). Pohlaví významnou mìrou ovlivòuje vztah k bolesti. Jedna studie srovnávala muže a ženy pøed operací periodontu (pøedvídání bolesti) a po operaci (hodnocení pooperaèní bolesti) (Eli et al., 1996). Muži mìli tendenci pøed operací pøedvídat vìtší pooperaèní bolest než ženy, ženy naopak referovaly o vìtších pooperaèních bolestech než muži a více si pamatovaly bolestivé stimuly. Ženy byly všeobecnì úzkostnìjší než muži pøed operací i po operaci. Zhao et al. (2003) zkoumal vliv estrogenù na expresi BDNF (brain-derived neurotrophic factor) na potkanech a zjistil, že potkani s vyšší hladinou estrogenù prokazovali vìtší senzitivitu k tepelným stimulùm a mìli vyšší hladinu mediátorové RNA (mRNA) pro BDNF a vyšší expresi BDNF.

Pøehledné èlánky

žádný endogenní opioid neaktivuje orphanový receptor (Kotlinska et Rafalski, 2004). Úloha orphaninu FQ v percepci bolesti je dvojaká. Intracerebroventrikulární injekce orphaninu FQ vyvolává hyperalgézii a snižuje analgetický efekt opioidù, na druhou stranu po intratékální aplikaci pùsobí analgeticky. BDNF (brain derived neurotrophic factor) je dùležitým neurotrasmiterovým modulátorem a pøedpokládá se, že by mohl být uvažován jako samotný neurotrasmiter, protože splòuje mnohá kritéria pro zaøazení mezi neurotransmitery (Pezet et al., 2002). Receptorem pro BDNF je receptor TrkB (tyrosinkinázový receptor pro BDNF). BDNF je syntetizován a vyluèován primárními senzorickými aferentními neurony obsahujícími TrkA receptory. BDNF byl objeven v laminách I a II v zadních rozích míšních. V laminách I a II konèí C-vlákna obsahující substanci P (SP). Tyto neurony využívají jako neurotransmiter glutamát. V rámci C-vláken BDNF zesiluje synaptické pøenosy. Nervový rùstový faktor (NGF), který je indukován v místì zánìtu, zvyšuje expresi BDNF v senzorických neuronech (s receptorem TrkA). Potlaèením vlivu BDNF na neurotransmise na spinální úrovni by bylo možné pozitivním zpùsobem ovlivnit vnímání bolesti. TrkA je receptorem pro nervový rùstový faktor (NGF). NGF hraje významnou úlohu pøi vývoji nervového systému a pøi udržování jeho funkce. Svensson et al. (2003) vyzkoušel vliv intramuskulární injekce NGF do žvýkacího svalu èlovìka. Výsledkem tohoto zásahu byla statisticky vysoce signifikantnì zvýšená bolestivost tohoto svalu po dobu dalších sedmi dní od podání injekce ve srovnání s aplikací fyziologického roztoku. Chemokiny a jejich receptory jsou dalším vhodným kandidátem pro studium genetické podmínìnosti vnímání bolesti. Chemokinové receptory se nacházejí mimo jiné i v mozkových tkáních. Bylo zjištìno, že aktivace chemokinových receptorù CCR5, CCR2 a CCR7 zpùsobuje desenzitizaci μ a δ opioidních receptorù (Szabo et al., 2002). Aktivace prozánìtlivých cytokinù tak potlaèuje analgetickou funkci opioidních receptorù a posiluje percepci bolesti v zánìtlivých místech. Je známo, že cytokiny ovlivòují neuronální funkce, a to nejen modulací pøenosu signálu na neuronech, ale také modulací vývoje CNS (Šerý et al., 2003). Na myši, které chybìl gen pro IL-6 (Il-6 knock out), bylo zjištìno, že mìla sníženou hustotu opioidních μ receptorù ve støedním mozku (Bianchi et al., 1999). IL-6 je nezbytný pro správný vývoj neuronálních mechanizmù využívajících endogenní i exogenní opioidy. IL-6 lokálnì pøispívá ke zvýšení percepce bolesti v zánìtlivé tkáni (Obreja et al., 2002). Další kandidátní geny vnímání bolesti je možno nalézt v drahách pøenosu nebo mezi modulátory pøenosu bolestivých stimulù. Patøí sem NMDA receptor (N-methyl-d-aspartát), neuropeptid FF, adenosinový receptor A1, muskarinové acetylcholinové receptory, cholecystokinin a jeho receptory, kanabinoidní receptory, melatonin a jeho receptory, VIP (vazoaktivní intestinální peptid) atd. (Rokyta, 2003). Budoucnost léèby bolesti z pohledu molekulární biologie Upravené viry a „oligonukleotidy antisense“ V léèbì chronické bolesti mùžeme v budoucnu oèekávat velké úspìchy založené na bázi genové terapie. Genová terapie má v rukou dvì základní metody – buï vnášení upravených virù, nebo vnášení „oligonukleotidù 130

antisense“. Upravené viry jsou takové viry, které jsou jednak schopny specificky nalézt cílovou tkáò pomocí specifity jejích povrchových receptorù a zároveò jsou upraveny tak, aby se nebyly schopny v cílové tkáni množit. V genomu tìchto virù se nalézá specifický umìle vnesený gen, který se nalézá v takové oblasti virového genomu, ve které bude po vnesení do hostitelského organizmu probíhat exprese. Takto vnesený gen bude v cílové tkáni produkovat specifický protein, kterého tak v cílové tkáni bude vìtší koncentrace než za fyziologických podmínek. Tato vyšší koncentrace specifického proteinu pak lokálnì zmìní fyziologické funkce. Dále lze pomocí virù vnášet do bunìk èásti genù v „antisense“ orientaci. Tyto èásti genù v „antisense“ orientaci pak budou inhibovat expresi tìch genù, vùèi kterým je antisense komplementární. Druhou základní metodou genové terapie je možnost využití umìle pøipravených „oligonukleotidù antisense“. „Oligonukleotidy antisense“ jsou ve skuteènosti krátké úseky nukleových kyselin, které jsou komplementární k mRNA nebo DNA genu, jehož funkci chceme zablokovat. Na specifické místo se lokálnì nanese roztok umìle syntetizovaných „oligonukleotidù antisense“, které jsou stabilní díky modifikaci rùznými chemickými skupinami (metylfosfonáty, fosfotriestery atd.). Tyto oligonukleotidy bez problémù pronikají do bunìk a v cytoplazmì se specificky komplementárnì vážou na mRNA za tvorby duplexu nebo na DNA za tvorby triplexu. Tím zablokují v prvním pøípadì translaci, ve druhém pøípadì transkripci daného genu lokálnì v dané tkáni (Myers et al., 2000). K dalším metodám genové terapie patøí i využití elektroporace – zavádìní celých genù v rámci plazmidu pøímo do bunìk za využití pulzù elektrického proudu (Chuang et al., 2004). Na jaké úrovni lze bolest genovou terapií ovlivnit? Genové ovlivnìní primárních senzorických neuronù Primární senzorické aferentní neurony – Aδ typ a C typ – jsou bipolární neurony, jejichž tìla se nacházejí v senzorických gangliích. Primární senzorické neurony využívají k neurotransmisím excitaèní aminokyseliny (glutamát nebo aspartát) a podle toho, zda v nich dochází také k expresi mnoha neuropeptidù, je rozdìlujeme na peptidergní senzorické neurony a non-peptidergní senzorické neurony. Zatímco v peptidergních neuronech je exprese substance P a/nebo CGRP (calcitonin gene-related peptide) a také receptoru TrkA, v non-peptidergních senzorických neuronech vzniká exprese specifických enzymù jako napø. FRAP (fluoride-resistant acid phosphatase) a c-ret (receptor s tyrosinkinázovou aktivitou) (Glykys et al., 2003; Honda et al., 1999). Non-peptidergní neurony vážou lektin IB4 a exprimuje se specifický ATP receptorového kanálu P2X3. V primárních senzorických neuronech nacházíme širokou škálu receptorù, receptorových kanálù a pøenašeèù, jejichž vzájemná souhra moduluje pøenos bolestivého vzruchu, a tudíž cílený zásah do tohoto systému mùže významným zpùsobem modulovat vnímání bolesti. Hlavním virovým vektorem pro genovou terapii cílenou na primární senzorické neurony je v souèasné dobì uvažován herpetický virus HSV-1 (Herpes simplex virus 1) . Tento virus nese obalenou dvoušroubovicovou DNA, která se pøi napadení buòky nestává souèástí hostitelského genomu. Pøirozeným cílem tohoto viru jsou primární senzorické neurony.

BOLEST 3/2004

Genové ovlivnìní spinální míchy Primární senzorické neurony vstupují do zadních rohù spinální míchy do oblasti laminy I a II, IV, V, VI a X. Zde se pøi procesu pøenosu bolesti uplatòují presynapticky i postsynapticky opioidní receptory μ, δ i κ. Zdá se, že enkefaliny tu hrají nejdùležitìjší úlohu v inhibici vyluèování pronociceptivních neurotransmiterù. Xu et al. (2003) použil rekombinantní adenovirus pro vnesení genu pro μ receptor do zadních míšních koøenù potkana. Výsledkem bylo zesílení antinociceptivního efektu podávaného morfinu ve srovnání s neinfikovanými potkany. Modelem bolesti zde byla termální hyperalgézie a umìle vyvolaný zánìt v zadní tlapce. Eaton et al. (2002) aplikoval pomocí adenovirového vektoru gen pro BDNF na spinální úrovni s velmi pozitivním efektem na potlaèení chronické bolesti, jejímž modelem bylo jednostranné poškození sedacího nervu. Hao et al. (2003) využil rekombinantní herpetický virus pro subkutánní vnesení genu pro GDNF (glial-derived neurotrophic factor) do potkana s alodynií po ligatuøe spinálního nervu L5. Výsledkem byl antialodynický efekt aplikace rekombinantního viru. Genové ovlivnìní mozku Na zpracování bolesti se podílejí struktury mozkové kùry, jádra talamu, periaqueduktální oblast, parabrachiální jádro a jádra mozkového kmene. V mozku se vlivem bolesti reorganizují synaptické spoje a vznikají další zmìny, které mají za následek zmìny v odpovìdi na bolest. Kang et al. (1998) aplikoval rekombinantní herpetický virus obsahující cDNA pro proenkephalin bilaterálnì do amygdaly potkana. Ètyøi dny po aplikaci rekombinantního viru byl pozorován prokazatelný efekt na potlaèení vnímání bolestivých stimulù vyvolaných formalínovým testem. Tato práce je první a zatím jediná, která zkoumala vliv genového pøenosu do mozku na vnímání bolesti. Závìr V poslední dobì lze sledovat rozvoj molekulárního výzkumu podstaty vnímání bolesti, a to pøedevším díky rozvoji metod genové terapie a dalších molekulárnì biologických metod. Byly nalezeny geny, jejichž produkty se podílejí na pøenosu nebo zpracování bolestivých stimulù a jejichž zablokováním

BOLEST 3/2004

nebo posílením jejich exprese mùžeme ovlivnit vnímání bolesti. Již blízká budoucnost nám naznaèí, za jak dlouho budeme moci oèekávat takové pokroky, jakými je možnost cílenì stereotakticky aplikovat umìlé viry do CNS a korigovat tak nìkteré typy centrální bolesti nebo lokálním zablokováním specifických genù preoperaènì napø. pomocí „oligo antisense“ utlumit bolest po dobu nìkolika dnù. Molekulární diagnostika by v budoucnu mìla být schopna urèit míru dispozic ke zvýšené citlivosti vnímání bolesti a dispozic ke vzniku snížení prahu citlivosti následkem prodìlané bolesti. Genová terapie by mìla v budoucnu usnadnit lékařùm cílenou terapii nejen akutní, ale i chronické bolesti. Tato práce byla podporována grantem IGA MZ ÈR è. NM 7146-3/2002.

Literatura Bianchi M, Maggi R, Pimpinelli F, Rubino T, Parolaro D, Poli V, Ciliberto G, Panerai AE, Sacerdote P. Presence of a reduced opioid response in interleukin-6 knock out mice. Eur J Neurosci 1999; 11:1501–1507. Blumensohn R, Ringler D, Eli I. Pain perception in patients with schizophrenia. J Nerv Ment Dis 2002; 190:481–483. Braz J, Beaufour C, Coutaux A, Epstein AL, Cesselin F, Hamon M, Pohl M. Therapeutic efficacy in experimental polyarthritis of viral-driven enkephalin overproduction in sensory neurons. J Neurosci 2001; 21:7881–7888. Eaton MJ, Blits B, Ruitenberg MJ, Verhaagen J, Oudega M. Amelioration of chronic neuropathic pain after partial nerve injury by adeno-associated viral (AAV) vector-mediated over-expression of BDNF in the rat spinal cord. Gene Ther 2002; 9:1387–1395. Eli I, Bar-Tal Y, Fuss Z, Korff E. Effect of biological sex differences on the perception of acute pain stimulation in the dental setting. Pain Res Manage 1996; 1:201–205. Ganong WF. Pøehled lékaøské fysiologie. Jinoèany: H&H 1995, 113. Glykys J, Guadama M, Marcano L, Ochoa E, Eblen-Zajjur A. Inflammation induced increase of fluoride resistant acid phosphatase (FRAP) activity in the spinal dorsal horn in rats. Neurosci Lett 2003; 337:167–169. Hao S, Mata M, Wolfe D, Huang S, Glorioso JC, Fink DJ. HSV-mediated gene transfer of the glial cell-derived neurotrophic factor provides an antiallodynic effect on neuropathic pain. Mol Ther 2003; 8:367–375. Honda T, Yokota S, Gang FG, Takahashi M, Sugiura Y. Evidence for the c-ret protooncogene product (c-Ret) expression in the spinal tanycytes of adult rat. J Chem Neuroanat 1999; 17:163–168. Chuang IC, Jhao CM, Yang CH, Chang HC, Wang CW, Lu CY, Chang YJ, Lin SH, Huang PL, Yang LC. Intramuscular electroporation with the pro-opiomelanocortin gene in rat adjuvant arthritis. Arthritis Res Ther 2004; 6:R7–R14. Indo Y, Tsuruta M, Hayashida Y, Karim MA, Ohta K, Kawano T, Mitsubuchi H, Tonoki H, Awaya Y, Matsuda I. Mutations in the TRKA/NGF receptor gene in patients with congenital insensitivity to pain with anhidrosis. Nat Genet 1996; 13:485–488. Kang W, Wilson MA, Bender MA, Glorioso JC, Wilson SP. Herpes virus-mediated preproenkephalin gene transfer to the amygdala is antinociceptive. Brain Res 1998;792:133–135. Kotlinska J, Rafalski P. Nociceptin/orphanin FQ (N/OFQ)–the opioid, antiopioid or neuromodulator? Postepy Hig Med Dosw 2004;58:209–215.

131

Pøehledné èlánky

Mezi nejdùležitìjší kandidátní geny, které jsou vnášeny tímto zpùsobem do hostitelských bunìk s cílem potlaèit bolest, patøí geny pro biologicky aktivní antinociceptivní peptidy. Wilson et al. (1999) použil rekombinantní HSV virus pro pøenos genu pro lidský proenkefalin A (prekurzor enkefalinu) do myších ganglií zadních koøenù. Vzhledem k tomu, že odpovìï myší na bolestivý tepelný podnìt byla podobná u infikovaných i kontrolních myší, autoøi této práce se domnívají, že hladina proenkefalinu A byla u infikovaných myší pøíliš nízká, než aby dokázala potlaèit bolestivý stimul. Nicménì po aplikaci kapsaicinu prokázaly infikované myši menší citlivost na bolest než kontrolní myši, což potvrdilo pozitivní efekt zvýšené exprese vneseného genu pro proenkefalin A na potlaèení bolesti. Také další práce potvrdily, že rekombinantními viry lze zablokovat nebo posílit expresi specifických genù, èímž mùže být ovlivnìno vnímání bolesti (Wilson a Yeomans, 2002, Braz et al., 2001).

Pøehledné èlánky

Lautenbacher S, Krieg JC. Pain perception in psychiatric disorders: a review of the literature. J Psychiatr Res 1994;28:109–122. Myers KJ, Dean NM. Sensible use of antisense: how to use oligonucleotides as research tools. Trends Pharmacol Sci 2000;21:19–23. Obreja O, Schmelz M, Poole S, Kress M. Interleukin-6 in combination with its soluble IL-6 receptor sensitises rat skin nociceptors to heat, in vivo. Pain 2002;96:57–62. Ophoff RA, Terwindt GM, Vergouwe MN, van Eijk R, Oefner PJ, Hoffman SM, Lamerdin JE, Mohrenweiser HW, Bulman DE, Ferrari M, Haan J, Lindhout D, van Ommen GJ, Hofker MH, Ferrari MD, Frants RR. Familial hemiplegic migraine and episodic ataxia type-2 are caused by mutations in the Ca2+ channel gene CACNL1A4. Cell 1996;87:543–552. Pezet S, Malcangio M, McMahon SB. BDNF. a neuromodulator in nociceptive pathways? Brain Res Brain Res Rev 2002;40:240–249.

Šerý O, Hladilová R, Novotný M, Høíbková H, Znojil V, Zvolský P. Association between –174 G/C polymorphism of interleukin-6 gene and alcoholism. Acta Neuropsychiatrica 2003;15:257–261. Wilson SP, Yeomans DC. Virally mediated delivery of enkephalin and other neuropeptide transgenes in experimental pain models. Ann N Y Acad Sci 2002;971:515–521. Wilson SP, Yeomans DC, Bender MA, Lu Y, Goins WF, Glorioso JC. Antihyperalgesic effects of infection with a preproenkephalin-encoding herpes virus. Proc Natl Acad Sci U S A 1999;96:3211–2316. Xu Y, Gu Y, Xu GY, Wu P, Li GW, Huang LY. Adeno-associated viral transfer of opioid receptor gene to primary sensory neurons: a strategy to increase opioid antinociception. Proc Natl Acad Sci U S A 2003;100:6204–9. Zhao X, Liu J, Guan R, Shen Y, Xu P, Xu J. Estrogen affects BDNF expression following chronic constriction nerve injury. Neuroreport 2003;14: 1627–1631.

Rokyta R. Patofyziologie bolesti, Postgraduální medicína 5 (1), 51–54, 2003. Rokyta R. Genová terapie bolesti, Èasopis Lékařù èeských 142; 9, 2003, 538–540. Svensson P, Cairns BE, Wang K, Arendt-Nielsen L. Injection of nerve growth factor into human masseter muscle evokes long-lasting mechanical allodynia and hyperalgesia. Pain 2003;104:241–247. Szabo I, Wetzel MA, Zhang N, Steele AD, Kaminsky DE, Chen C, Liu-Chen LY, Bednar F, Henderson EE, Howard OM, Oppenheim JJ, Rogers TJ. Selective inactivation of CCR5 and decreased infectivity of R5 HIV-1 strains mediated by opioid-induced heterologous desensitization. J Leukoc Biol 2003;74:1074–82.

132

Mgr. Omar Šerý, Ph.D. Masarykova univerzita, Pøírodovìdecká fakulta Laboratoø neurobiologie a molekulární psychiatrie Katedra srovnávací fyziologie živoèichù a obecné zoologie Kotláøská 2 611 37 Brno

BOLEST 3/2004