Funnet, som vises 2. april i Gastroenterologi , indikerer at keratinocyttcellene på hudoverflaten fungerer som hovedforsker Wolfgang Liedtke, MD PhD, kaller 'pre-nevroner'.
Hudcellene selv er sensoriske under visse forhold, spesielt det ytterste lag av celler, keratinocyttene. "
Wolfgang Liedtke, Professor i nevrologi, Duke School of Medicine
Denne studien om leversykdom kløe, gjort med kolleger i Mexico, Polen, Tyskland og Wake Forest University, er en fortsettelse av Liedtkes jakt på å forstå en kalsiumpermeabel ionekanal på celleoverflaten kalt TRPV4, som han oppdaget for 20 år siden ved Rockefeller University.
TRPV4 -kanalen spiller en avgjørende rolle i mange vev, inkludert følelsen av smerte. Det var kjent å eksistere i hudceller, men ingen visste hvorfor.
"De første ideene var at det spiller en rolle i hvordan huden er lagdelt, og i hudbarrierefunksjon, "Liedtke sa." Men denne nåværende forskningen får oss til et mer spennende område av huden som faktisk måneskinn som et sanseorgan. "Når et kjemisk signal om kløe er mottatt, keratinocytter videresender signalet til nerveender i huden som tilhører kløefølende nerveceller i dorsalrotganglion ved siden av ryggraden.
"Dr. Liedtke og jeg hadde en langvarig interesse for rollen som TRPV4 i huden, basert på våre tidligere samarbeid bestemte vi oss for å fokusere på kronisk kløe, "sa Yong Chen, og assisterende professor i nevrologi ved Duke som er førsteforfatter på studien.
Forskerne fant at ved en leversykdom kalt primær biliær kolangitt (PBC), pasienter sitter igjen med et overskudd av lysofosfatidylkolin (LPC), et fosforylert lipid, eller fett, sirkulerer i blodstrømmen. De demonstrerte deretter at LPC, injisert i huden på mus og aper, fremkaller kløe.
Deretter ønsket de å forstå hvordan dette lipidet kan føre til den aggressive kløefølelsen. "Hvis kløen kommer opp i PBC, Det er så ødeleggende at pasientene kan trenge en ny lever. Så ille kan det bli, "Liedtke sa. Viktigere, huden er ikke kronisk betent i PBC, betyr at det er svekkende kløe i fravær av kronisk hudbetennelse.
Forskerne fant at når LPC når huden, lipidet kan binde seg direkte til TRPV4. En gang bundet, den aktiverer ionekanalen direkte for å åpne porten for kalsiumioner, som er en universell brytermekanisme for mange mobilprosesser.
Men i dette tilfellet, signalet gjør noe overraskende. Forskerne fulgte en signalkaskade inne i cellen der ett molekyl overlever til et annet, resulterer i dannelse av en liten boble tilbake på hudcellens overflate kalt en vesikkel. Vesikler er designet for å knuse celler og bære det som er inni dem vekk.
I dette tilfellet, boblene inneholdt noe overraskende:mikro-RNA, og den fungerte som et signalmolekyl. "Dette er sprøtt, fordi mikroRNA vanligvis er kjent for å være genregulatorer. "sa Liedtke.
Det viser seg at akkurat denne biten av mikroRNA i seg selv er signalet som fremkaller kløen.
Når de hadde identifisert det som microRNA miR-146a, forskerne injiserte molekylet av seg selv i mus og aper og fant ut at det umiddelbart forårsaket kløe, ikke timer senere, som det ville gjort hvis det regulerte gener.
"Fremtidig forskning vil ta for seg hvilke spesifikke kløende sensoriske nevroner som reagerer på miR-146a, utover den TRPV1-avhengige signalingen vi har funnet, også dens grundige mekanisme, "Sa Chen.
Ved hjelp av tyske og polske leverspesialister som har blodsamlinger og kløedata om PBC -pasienter, forskerne oppdaget at blodnivået av microRNA-146a tilsvarte alvorlighetsgraden av kløe, det samme gjorde LPC -nivåene.
Å kjenne alle delene av signaleringen som fører til overflødig fosfo-lipid, LPC, til utålelig kløe gir forskere en ny måte å lete etter avanserte leversykdomsmarkører, Sa Liedtke.
Og den peker på nye veier for behandling av kløen, enten ved å muligens desensibilisere TRPV4 -kanalene i huden med en aktuell behandling, angriper de spesifikke mikroRNAene som driver kløen, eller målrettet uttømming av LPC.