Los científicos identifican el sensor subyacente al estímulo mecánico del picor

Los científicos del Instituto de Investigación Scripps han identificado una proteína en los nervios sensoriales que funciona como un detector clave de picazón, específicamente el estímulo de picazón «mecánico» de insectos que se arrastran, fibras de lana u otros objetos irritantes que tocan la piel.

El descubrimiento, publicado el 22 de junio de 2022, en Naturaleza, es la primera identificación de un sensor para el picor mecánico en lugar del picor desencadenado químicamente. Podría conducir a mejores tratamientos para las condiciones de picazón como el eccema y la psoriasis.

«Estos hallazgos nos ayudan a desentrañar la complejidad de la sensación de picazón y sugieren que los inhibidores de PIEZO1 podrían ser muy útiles clínicamente», dice el autor principal del estudio, Ardem Patapoutian, Ph.D., profesor del Departamento de Neurociencia de Scripps Research y Howard Investigador del Instituto Médico Hughes.

La picazón es una sensación distinta con su propio circuito nervioso y propósito evolutivo, probablemente para alertar a los organismos sobre químicos, insectos y parásitos potencialmente dañinos. Durante la última década, los investigadores han identificado subconjuntos de neuronas espinales específicas para la picazón que extienden las fibras nerviosas hacia la piel y son sensibles a los desencadenantes químicos de la picazón, como la histamina, un mediador de la alergia. Pero hasta ahora, se ha descubierto relativamente poco sobre el circuito de la picazón mecánica.

El papel de PIEZO1 en el prurito mecánico fue inesperado. Patapoutian ganó una parte del Premio Nobel de Medicina o Fisiología del año pasado por la investigación pionera de su laboratorio sobre PIEZO1 y su proteína hermana PIEZO2. Estos exclusivos canales iónicos «mecanosensores» en forma de hélice están incrustados en las membranas externas de muchos tipos de células. Se activan cuando se distorsionan mecánicamente, abriendo sus canales iónicos y desencadenando varios eventos aguas abajo. Desde 2010, Patapoutian y sus colegas han demostrado que PIEZO2 es un mecanosensor clave para el tacto ligero, la sensación de la posición del cuerpo y las extremidades y la necesidad de orinar, todo a través de los nervios en varios tejidos y órganos. Por el contrario, los investigadores han descubierto que PIEZO1 tiene una variedad de funciones no sensoriales en todo el cuerpo, por ejemplo, en los vasos sanguíneos y los glóbulos rojos.

Si bien sus estudios iniciales sugirieron que PIEZO1 no se expresaba en las neuronas sensoriales, otras investigaciones recientes han sugerido que se expresa en niveles bajos en algunos subconjuntos de estas neuronas. En el nuevo estudio, Patapoutian y su equipo, incluida la primera autora del estudio, Rose Hill, Ph.D., investigadora asociada posdoctoral, siguieron esta sorprendente pista.

En experimentos con ratones, confirmaron que PIEZO1 se expresa y parece ser una proteína de canal de iones sensible a la presión mecánica funcional en dos tipos diferentes de neuronas sensoriales que ya estaban implicadas en la picazón química. Los ratones con una forma hiperactiva de PIEZO1 fueron marcadamente más sensibles a las sensaciones de picazón. Por el contrario, los ratones que carecían de PIEZO1 en sus neuronas sensoriales se rascaron mucho menos cuando se les estimuló en la piel con filamentos que normalmente desencadenarían fuertes sensaciones de picazón. Los investigadores también demostraron que un compuesto bloqueador de PIEZO1 alivia los comportamientos de rascado en ratones con el equivalente al eccema.

«Vimos un efecto dramático sobre la picazón con este compuesto, y aunque no fue lo suficientemente específico contra PIEZO1 para convertirse en un fármaco, esperamos eventualmente desarrollar un compuesto mucho más específico de PIEZO1 para tratar las condiciones de picazón», dice Hill.

Curiosamente, la ausencia o el aumento de la actividad de PIEZO1 en ratones provocó al menos una pequeña reducción o aumento del rascado debido a desencadenantes químicos del picor como la histamina, lo que implica que las señales mecánicas y químicas del picor se transmiten en algunos casos por las mismas neuronas sensoriales.

Los investigadores ahora están investigando si las variantes del gen PIEZO1 en la población humana están relacionadas con la sensibilidad al picor. El laboratorio de Patapoutian publicó un artículo en 2018 que muestra que una forma levemente hiperactiva de PIEZO1, que también tiene el efecto de hacer que los glóbulos rojos sean relativamente resistentes a los parásitos de la malaria, está presente en aproximadamente un tercio de las personas de ascendencia africana.