Africká nahá krysa krtonožka je zvláštní, domácké stvoření, které má nejblíže ke skutečným superschopnostem na Zemi. Tito malí hlodavci mohou žít 32 let, jsou odolní vůči rakovině a jsou odolní vůči některým typům bolesti.
Nový výzkum nyní přesně ukázal evoluční změnu, díky které se nahá krysa krtka stala tak jedinečně bezbolestnou, podle studie zveřejněné 11. října v Cell Reports.
„Domníváme se, že evoluce vybrala pro toto vylepšení právě tak nenápadně, že se signalizace bolesti stala nefunkční, ale ne dostatečně silná, aby se stala pro zvíře nebezpečím,“říká hlavní autor Gary R. Lewin, profesor na Max-Delbruck Center for Molecular Medicine v Berlíně, Německo.
Představte si to bodnutí, když vstoupíte do vířivky se silným spálením od slunce. Nahé krtokrysy by to netrápilo, ale většina zvířat by to cítila jako tepelnou hyperalgezii a vědci, kteří provedli studii, mají dobrou představu o tom, co se děje na buněčné úrovni, když se to stane.
V reakci na vysoké teploty a záněty kolem senzorických neuronů se molekuly nervového růstového faktoru (NGF) vážou na receptor zvaný TrkA. Tím se spustí kaskáda chemických signálů, které „zcitliví“iontový kanál – nazývaný TRPV1 – na povrchu senzorického neuronu tak, že se otevře. Jakmile se TRPV1 otevře, dojde k vystřelení senzorického nervu, který mozku řekne, aby zaregistroval bolest při teplotách, které normálně bolestivé nejsou.
Prostřednictvím více než tuctu pečlivě navržených experimentů Lewin a kolegové zjistili, co odlišuje nahou krysu od ostatních zvířat v tomto procesu – malou změnu v jejich receptoru TrkA.
Pokud například vědci vyměnili kanály TRPV1 v myší buňce za verze TRPV1 s nahými krysami, pak se normálně objevila tepelná hyperalgezie. Ale pokud měla buňka obyčejnou krysu TRPV1 a nahou krysu TrkA, pak buňka nemohla vnímat tepelnou hyperalgezii.
Výzkumníci porovnali gen pro TrkA receptor nahé krysy krtonožky s geny 26 dalších savců a pěti dalších druhů afrických krtokrys. Objevili změnu pouze jedné až tří aminokyselinových změn na jedné části TrkA receptoru nahé krysy, díky čemuž je méně citlivý.
„Přestože je verze receptoru TrkA u nahé krysy téměř identická s myší nebo krysou, má velmi významný vliv na schopnost zvířete cítit bolest,“říká Lewin.
Další experimenty odhalily, že vyladění receptoru TrkA nahé krysy nezpůsobilo jeho dysfunkčnost, ale hypofunkčnost. Jejich TrkA receptor by mohl reagovat jako u jiných zvířat, pokud by byla nahá krtka krysí buňka vystavena desetinásobku normální koncentrace NGF.
Tento nepatrný rozdíl mezi hypofunkčním a dysfunkčním receptorem TrkA může vysvětlovat, proč by nahá krysa krtčího mohla přežít bez typické neurodegenerace, která se vyskytuje u zvířat s mutacemi, které zcela vypnou NGF signalizaci. Předchozí výzkum ukázal, že vyvíjející se embrya vyžadují signalizaci NGF, aby se vyvinuly normální systémy signalizace bolesti.
Nová studie však zjistila, že krysy nahé se rodí se zhruba stejným počtem senzorů bolesti jako novorozené myši. Teprve v dospělosti se senzory bolesti nahé krysy zmenšují o dvě třetiny ve srovnání s jakýmkoli jiným savcem. Evoluce možná vybrala receptor TrkA, který funguje dostatečně dobře pro zvíře vyvíjející se jako embryo, ale ponechává dospělé s menším počtem nervových receptorů a částečně bez bolesti.
Ztráta tepelné hyperalgezie může pomoci nahým krysám přežít v jejich přeplněných podzemních koloniích, kde může být blízký kontakt nepříjemně horký, ale tepelná hyperalgezie nemusí být v tomto teplém prostředí užitečná. A je možné, že ztráta senzorických neuronů v dospělosti může zvířatům pomoci šetřit energii.
„Žijí v pouštních oblastech pod zemí a musí vykonat spoustu práce, aby získali jídlo,“říká Lewin. "Mají nejnižší rychlost metabolismu ze všech savců. Evoluce zablokovala vše, co není absolutně nutné - včetně dalších nervových receptorů."
Lewin a jeho kolegové plánují budoucí studie na myších chovaných tak, aby měly jedinečný receptor TrkA nahé krysy krtonožky.
„Doufáme, že uvidíme, že tyto upravené myši budou vykazovat spoustu funkcí, díky nimž jsou nahé krtokrysy jedinečné,“říká Lewin.
