Buněčné a molekulární mechanizmy regulace TRPC5 receptoru

Abstract

The TRPC5 ion channel is a molecular cold detector involved in the development of neuro- pathic and inflammatory pain in the peripheral nervous system. Its possible involvement in the mechanisms of the development of cold allodynia emerging as a side effect of chemotherapeutic treatment has not yet been investigated. The activation properties of the human TRPC5 receptor expressed in HEK293T cells in the context of exposure to low temperatures and oxaliplatin - widely used cytostatic drug, which side effects often manifest as a peripheral neuropathy trig- gered or enhanced by cold temperatures, were investigated using patch clamp electrophysiology and calcium imaging. Molecular modelling was used to explore possible mechanisms of action of oxaliplatin and lysophosphatidylcholine 18:1 whose levels are increased after oxaliplatin treatment. Low temperature (5 řC) decreased the amplitude of agonist-evoked membrane cur- rent responses and slowed down their deactivation. Analysis of single-channel recordings re- vealed increased open probability of the channel as well as prolonged mean open dwell time and reduced mean closed dwell time upon cooling. The highest temperature sensitivity of the gating of the channel was approximately between 16-11 řC with the corresponding value of the temperature...

Iontový kanál TRPC5 je molekulární detektor chladu podílející na vzniku neuropatické a zá- nětlivé bolesti v periferním nervovém systému. Jeho možné zapojení v mechanizmech rozvoje chladové alodynie objevující se jako vedlejší účinek chemoterapeutické léčby není dosud pro- zkoumáno. Elektrofyziologickou metodou terčíkového zámku a mikroskopickou metodou zob- razování změn intracelulárních koncentrací vápenatých iontů byly prozkoumány aktivační vlastnosti lidského TRPC5 receptoru exprimovaného v HEK293T buňkách v souvislosti s pů- sobením nízkých teplot a oxaliplatiny - hojně využívaného cytostatika s vedlejšími účinky, které se často projevují jako periferní neuropatie doprovázená bolestí provokovanou chlado- vými podněty. S využitím metod molekulárního modelování byly navrženy mechanizmy mož- ného působení oxaliplatiny a lysofosfatidylcholinu 18:1, jehož hladina se působením oxalipla- tiny zvyšuje. Chlad (5 řC) snížil amplitudu membránových proudů vyvolaných agonistou a zpomalil jejich deaktivaci. Snímání aktivity jednotlivých kanálů odhalilo, že snížení teploty vede ke zvýšení pravděpodobnosti otevření, prodloužení doby otevření a zkrácení doby zavření. Nejvyšší chladovou citlivost vykazuje TRPC5 přibližně mezi 16-11 řC, kdy se kanál otevírá a zavírá s hodnotou teplotního koeficientu Q10 ~ 0,04....