Wetenschappers hebben de geheimen ontsluierd van hoe een belangrijk eiwit aanraking voelt, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor nieuwe behandelingen voor aandoeningen zoals chronische pijn en angststoornissen.

Een team onder leiding van onderzoekers van de Universiteit van Californië, San Francisco, heeft het moleculaire mechanisme geïdentificeerd waarmee het eiwit Piezo1 mechanische krachten detecteert en deze omzet in elektrische signalen.

Piezo1 wordt aangetroffen in de celmembranen van sensorische neuronen, die verantwoordelijk zijn voor het detecteren van aanraking, druk en pijn. Wanneer deze neuronen worden gestimuleerd, gaat Piezo1 open, waardoor ionen de cel in kunnen stromen en een elektrisch signaal kunnen genereren dat naar de hersenen wordt gestuurd.

De onderzoekers gebruikten een combinatie van technieken, waaronder röntgenkristallografie en elektrofysiologie, om de structuur van Piezo1 te bepalen en hoe deze verandert wanneer deze wordt geactiveerd. Ze ontdekten dat Piezo1 een unieke bladachtige structuur heeft die werkt als een hefboomarm. Wanneer er kracht op het mes wordt uitgeoefend, wrikt het het kanaal open, waardoor ionen er doorheen kunnen stromen.

De ontdekking zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor aandoeningen zoals chronische pijn, angststoornissen en neuropathische pijn, die worden veroorzaakt door schade aan sensorische neuronen. Door zich op Piezo1 te richten, kunnen onderzoekers mogelijk medicijnen ontwikkelen die de activiteit ervan blokkeren of versterken, afhankelijk van het gewenste effect.

De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, werpen ook licht op de basismechanismen waarmee cellen hun omgeving waarnemen. Piezo1 is slechts één van een familie van eiwitten die betrokken zijn bij mechanosensatie, en de onderzoekers zijn van mening dat hun bevindingen inzicht kunnen verschaffen in hoe deze andere eiwitten ook werken.

"Onze studie geeft een gedetailleerd inzicht in hoe Piezo1 mechanische krachten op moleculair niveau waarneemt", zegt senior auteur Yifan Cheng, PhD, universitair hoofddocent biochemie en biofysica aan de UCSF. "Deze kennis zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe therapieën voor een verscheidenheid aan aandoeningen die de aanraking en pijnsensatie beïnvloeden."