Niniejszy przegląd ma na celu zbadanie mechanistycznej roli przejściowego potencjału receptorowego ankyryny 1 (TRPA1) w patogenezie CIPN oraz ocenę jej potencjału jako terapeutycznego celu dla interwencji immunomodulacyjnej i przeciwzapalnej.
Artykuł przeglądowy
Niniejszy przegląd ma na celu zbadanie mechanistycznej roli przejściowego potencjału receptorowego ankyryny 1 (TRPA1) w patogenezie CIPN oraz ocenę jej potencjału jako terapeutycznego celu dla interwencji immunomodulacyjnej i przeciwzapalnej.
Neuropatia obwodowa wywołana chemioterapią (CIPN) to powszechny i poważny stan kliniczny, który występuje, gdy chemioterapeut uszkadza układ nerwowy obwodowy, a zwykle charakteryzuje się nieprawidłowym bólem w kończynach dystalnych oraz zwiększoną wrażliwością na bodźce gorące i zimne. Jednak dostępnych jest niewiele klinicznych metod leczenia CIPN, dlatego kluczowe jest zidentyfikowanie skutecznych metod leczenia. Ankyrina receptora przejściowego 1 (TRPA1), receptor uszkodzający, może być aktywowana przez stres oksydacyjny, mediatory zapalne oraz warunki hipotermii podczas patogenezy i postępu CIPN. TRPA1 moduluje dalszy szlak zapalny i sprzyja uwalnianiu czynników zapalnych oraz neuropeptydów, co prowadzi do nieprawidłowej regulacji odporności, a to z kolei prowadzi do neurogennej odpowiedzi zapalnej i sygnalizacji bólu. W tym badaniu badana jest rola TRPA1 w patogenezie, zweryfikowana jest możliwość ukierunkowania TRPA1 w leczenie CIPN poprzez hamowanie neurozapalenia oraz rozważane są perspektywy wykorzystania antagonistów TRPA1 i naturalnych ziół do klinicznego leczenia.
Rak pozostaje jednym z głównych globalnych wyzwań zdrowia publicznego1. Chociaż chemioterapia odgrywa kluczową rolę w poprawie przeżywalności w raku, często towarzyszą jej poważne skutki niepożądane, wśród których CIPN jest jednym z najczęstszych i najbardziej złożonych powikłań. CIPN klinicznie charakteryzuje się symetrycznym bólem, parestezją oraz nieprawidłową wrażliwością na zimno lub ciepło w kończynach dalszych2, a niektórzy pacjenci mogą również doświadczać zaburzeń koordynacji motoryki drobnej3. Zgłaszana częstość występowania CIPN jest bardzo zróżnicowana, waha się od około 50% do 90%, a około 30%-40% przypadków może przechodzić w przewlekłe powikłania neurologiczne2, co znacząco obniża jakość życia pacjentów i przestrzeganie terapii. Ryzyko rozwoju CIPN zależy od wielu czynników, w tym od sposobu podawania (dawka jednorazowa, dawka kumulatywna lub czas trwania leczenia), leków towarzyszących, wieku, anemii, wyższego wskaźnika masy ciała (BMI) oraz wcześniejszej neuropatii 2,4,5. Leki przeciwnowotworowe, o których wykazuje się wywoływanie różnego stopnia neurotoksyczności, obejmują związki na bazie platyny, takany, alkaloidy vinca, inhibitory proteasomów (takie jak bortezomib), leki epigenetyczne lub immunomodulujące (takie jak talidomid i lenalidomid) oraz inhibitory mikrotubul (takie jak eribulina)6.
Obecnie opcje farmakologiczne dotyczące zarządzania CIPN pozostają ograniczone. Amerykańskie Towarzystwo Onkologii Klinicznej (ASCO) zaleca duloksetynę jako jedyną interwencję farmakologiczną opartą na dowodach dla leczenia CIPN. Badania kliniczne wykazały, że duloksetyna jest skuteczna w łagodzeniu bólu związanego z CIPN, a jej korzyści terapeutyczne są najbardziej widoczne w neuropatii wywołanej przez chemioterapeuty na bazie platyny, szczególnie oksalplatynę (OXA), podczas gdy skuteczność w CIPN wywołanym innymi środkami, takimi jak taksany i alkaloidy vinka, wydaje się być bardziej zróżnicowana w poszczególnych badaniach7. Pomimo wykazanej skuteczności przeciwbólowej, ogólne korzyści kliniczne duloksetyny są umiarkowane, ponieważ przede wszystkim łagodzi objawy, a nie zapobiega CIPN lub cofa podstawowe zmiany patologiczne. Ponadto, chociaż duloksetyna jest zazwyczaj dobrze tolerowana, leczenie może wiązać się z łagodnymi lub umiarkowanymi skutkami niepożądanymi, takimi jak zmęczenie, bezsenność i nudności, co może ograniczać długoterminowe stosowanie u niektórych pacjentów. Inne powszechnie stosowane leki, takie jak gabapentyna i pregabalina, są stosowane w leczeniu objawów, ale wykazały niespójne lub niezadowalające efekty terapeutyczne w CIPN 8,9. Dlatego nadal pilnie potrzebne jest opracowanie skuteczniejszych strategii profilaktycznych oraz identyfikacja nowych celów terapeutycznych dla CIPN.
W ostatnich latach, wraz z pogłębianiem się wiedzy o patogenezie CIPN, liczne mechanizmy, takie jak reakcja zapalna, stres oksydacyjny oraz zmiany w plastyczności nerwowej, stopniowo przyciągają coraz większą uwagę 10,11,12. Wśród nich stres oksydacyjny i neurozapalenie są uważane za kluczowe czynniki inicjacji i postępu uszkodzeń neuronalnych w CIPN. Co ważne, kanał TRPA1, kanał jonowy wrażliwy na redoks obficie eksprimowany w neuronach czuciowych, stał się kluczowym mediatorem molekularnym łączącym stres oksydacyjny i sygnalizację zapalną z nadmierną pobudliwością neuronów i nadwrażliwością na ból13,14. W odróżnieniu od TRPV1, który głównie wyczuwa toksyczne ciepło, oraz TRPM8, wykrywającego bodźce zimne, TRPA1 charakteryzuje się wysoką wrażliwością na różne metabolity oksydacyjne i elektrofilowe, takie jak 4-hydroksynonenal (4-HNE)15. Aktywacja TRPA1 zazwyczaj wiąże się z kowalencyjną modyfikacją krytycznych reszt cysteiny16, co jest unikalnym mechanizmem, który stawia TRPA1 jako kluczowy molekularny most łączący stres oksydacyjny i peroksydacyjny wywołany chemioterapią z rozwojem nadwrażliwości na ból. Ponadto kilka badań na zwierzętach wykazało funkcjonalne zaangażowanie TRPA1 w bólu neuropatycznym wywołanym chemioterapią. W szczególności w modelach neuropatii indukowanej OXA genetyczna ablacja lub farmakologiczna blokada TRPA1 znacząco łagodzi allodynię zimną i mechaniczną, co wskazuje na kluczowy wkład TRPA1 w patogenezę CIPN17,18.
Konkretnie, TRPA1 to kanał jonowy wrażliwy na redoks, silnie eksprysowany w neuronach notyceptywnych obwodowych. Środki chemioterapeutyczne często wywołują zaburzenia funkcji mitochondriów, stres oksydacyjny oraz peroksydację lipidów w neuronach, prowadząc do nadmiernego gromadzenia reaktywnych form tlenu (ROS) oraz produktów peroksydacji lipidów, takich jak 4-HNE. Te reaktywne cząsteczki mogą kowalencyjnie modyfikować kluczowe reszty cysteinowe TRPA1 lub zmieniać próg aktywacji, co skutkuje otwarciem kanałów, napływem Ca²⁺ oraz depolaryzacją neuronów, wzmacniając tym samym transmisję bólu i sygnalizację zapalną 19,20,21. Wcześniejsze badania wykazały, że TRPA1 jest wrażliwy na zimno i może być aktywowany przez endogenne mediatory zapalne, co przyczynia się do rozwoju nadwrażliwości na ból wywołany zimnem22. Ponadto wykazano, że TRPA1 działa jako mechanoczuły kanał jonowy, którego aktywność jest modulowana przez stan komórkowy redoks, uczestnicząc w nieprawidłowym bólu mechanicznym i nadwrażliwości22,23. Poza neuronami, TRPA1 jest również wyrażany w wielu typach komórek odpornościowych, gdzie jego aktywacja moduluje uwalnianie cytokin i kaskady zapalne, dodatkowo wzmacniając obwodowe neurozapalenie24. Łącznie wrażliwość na zimno, mechanoczułość i redoks-responsywność TRPA1 ustanawiają wyraźny mechanistyczny związek między stresem oksydacyjnym wywołanym chemioterapią a wynikającymi z tego procesami patologicznymi bólowymi, przyczyniając się tym samym do inicjacji i utrzymania CIPN. W związku z tym celowanie w TRPA1 w celu przerwania błędnego koła stresu oksydacyjnego i toksyczności neurozapalnej może stanowić obiecującą strategię terapeutyczną w leczeniu bólu neuropatycznego wywołanego chemioterapią. W istniejących badaniach strategie interwencji skierowane na TRPA1 zostały zweryfikowane w wielu systemach modelowych. In vitro, hodowle neuronów DRG połączone z obrazowaniem wapnia są powszechnie stosowane do weryfikacji wpływu aktywacji TRPA1na pobudliwość neuronów wywołaną chemioterapią. In vivo CIPN jest zazwyczaj indukowane u gryzoni za pomocą OXA, paklitakselu lub bortezomibu, po czym następuje farmakologiczna lub genetyczna hamowanie TRPA1 oraz kolejne oceny behawioralne, takie jak nadwrażliwość na zimno i mechaniczna 17,26,27. Na poziomie terapeutycznym antagoniści TRPA1 wykazali skuteczność w łagodzeniu bólu neuropatycznego w modelach przedklinicznych28,29. Łącznie te wyniki stanowią solidną podstawę eksperymentalną dla badań translacyjnych ukierunkowanych na TRPA1 jako strategię terapeutyczną dla CIPN.
Obecne badania już ujawniły możliwy związek między TRPA1 a CIPN. Jednak badania te koncentrowały się głównie na bezpośrednim wpływie TRPA1 na transmisję sygnałów bólowych oraz jego lokalnej roli w odpowiedzi zapalnej. Jednak wciąż brakuje systematycznych badań i dogłębnych analiz mechanizmów, dzięki którym TRPA1 moduluje odpowiedzi immunologiczne, aby wpłynąć na ogólny proces patologiczny CIPN. Dlatego niniejszy artykuł omawia potencjalne mechanizmy działania CIPN, ze szczególnym uwzględnieniem roli TRPA1 w patogenezie. Obecny stan badań nad antagonistami TRPA1 i ziołami naturalnymi został również podsumowany, aby potwierdzić możliwość hamowania TRPA1 w celu wywołania przeciwzapalnych efektów immunologicznych w leczeniu CIPN. Innowacją tego artykułu jest systematyczne badanie roli TRPA1 w patogenezie CIPN z perspektywy immunoregulatorów, przezwyciężając wcześniejsze ograniczenia badawcze skupiające się wyłącznie na jego wpływie na komórki nerwowe lub lokalne stany zapalne. Ponadto zapewnia nowe cele i wsparcie teoretyczne dla rozwoju leków do leczenia CIPN, o dużym znaczeniu naukowym i zastosowaniu klinicznym.
1. Potencjalne mechanizmy CIPN
Patomechanizm CIPN jest złożony i wiąże się z dysfunkcją mitochondriów wywołaną lekami chemioterapeutycznymi, stresem oksydacyjnym, zaburzeniami układu odpornościowego, zaburzeniami kanału jonowego, uszkodzeniem neuronów korzenia grzbietowego (DRG) oraz zaburzeniami cytoszkieletu neuronalnego 2,30,31,32,33,34,35,36,37, 38,39,40,41,42. Tabela 1 przedstawia przegląd specyficznych mechanizmów patogennych zaangażowanych w CIPN.
2. Mechanizmy CIPN związane z TRPA1
TRPA1 to nieselektywny kanał kationowy, zazwyczaj występujący jako homotetramer w błonie komórkowej. Zawiera sześć segmentów transbłonowych (S1-S6) charakterystycznych dla kanałów TRP. Wśród nich S1-S4 tworzą domenę podobną do czujnika napięcia (VSLD), natomiast S5 i S6 kształtują por, przez który przepływają jony. Te obszary są niezbędne do aktywacji kanału oraz jego roli w wykrywaniu bodźców bólowych, termicznych i chemicznych65. Długi obszar N-końcowy TRPA1 zawiera wiele domen powtarzających się ankyryn (ARD), które pośredniczą w interakcjach z innymi białkami i przyczyniają się do regulacji kanałów. Ten obszar pełni również kluczową rolę modulacji przez kinazy zaangażowane w sygnalizację bólu66,67. Na końcu C domena podobna do TRP łączy się z regionem transbłonowym i odgrywa centralną rolę w bramowaniu kanałów. Ruch tej domeny, wraz z przekształceniami S5 i S6, leży u podstaw otwierania kanałów i napływu Ca2+, co aktywuje dalsze szlaki sygnalizacyjne zaangażowane w stan zapalny i ból68,69. Ogólnie rzecz biorąc, ARD, helisy transbłonowe (S1-S6) oraz domena podobna do TRP są głównymi cechami strukturalnymi determinującymi aktywację TRPA1 oraz jej rolę w sygnalizacji bólowej i zapalnej. Rysunek 4 ilustruje kluczowe domeny strukturalne TRPA1 istotne dla jego aktywacji przez środki chemioterapeutyczne, natomiast Tabela 2 podsumowuje mechanizmy CIPN związane z TRPA1 61,62,70,71,72,73,74,75,76,77 ,78,79,80,81,82,83.
3. Potencjał celowania w TRPA1 w leczeniu CIPN
W poprzedniej części wyjaśniliśmy, dlaczego TRPA1 jest kluczowym celem łagodzenia CIPN poprzez wywoływanie neurozapalnej reakcji kaskadowej. Mechanizm działania TRPA1 jest dwojaki: z jednej strony TRPA1 jest bezpośrednio modulowany przez kaskadę neurozapalną i uczestniczy w procesie patologicznym CIPN; z drugiej strony TRPA1 oddziałuje z sygnałami zapalnymi, które z kolei pośredniczą w reakcjach neurotoksycznych i nasilają uszkodzenia neuronów. Dlatego ukierunkowane hamowanie TRPA1 może zmniejszyć stres oksydacyjny i reakcje neurozapalne, osłabić sygnalizację bólu i ostatecznie poprawić objawy związane z CIPN. Rysunek 7 przedstawia proponowane mechanizmy, dzięki którym hamowanie TRPA1, zarówno przez konkretnych antagonistów, jak i naturalne środki ziołowe, łagodzi ból neuropatyczny związany z CIPN.
4. Dyskusja
Według najnowszych statystyk Międzynarodowej Agencji Badań nad Rakiem (IARC), w 2022 roku odnotuje się prawie 20 milionów nowych przypadków nowotworów, a około 50% tych pacjentów ostatecznie umrze z powodu raka lub jego powikłań. Prognozy IARC wskazują również, że liczba nowych przypadków nowotworów rocznie przekroczy 35 milionów w 2050 roku. Rak jest zatem poważnym problemem zdrowia publicznego na całym świecie i jednym z głównych czynników przyczyniających się do globalnego obciążenia chorobą1. Chociaż nowatorskie terapie raka (np. terapie celowane i immunoterapia) są nadal badane i rozwijane, chemioterapia nadal odgrywa kluczową rolę w leczeniu raka. CIPN jest częstym skutkiem ubocznym chemioterapii i wpływa na przebieg leczenia oraz jego skuteczność. Jednak patogeneza CIPN nie jest jasna, ale może być związana z dysfunkcją mitochondriów, stresem oksydacyjnym, nieprawidłowościami układu odpornościowego, zaburzeniami kanału jonowego oraz uszkodzeniem neuronów DRG2. Obecnie jedynie duloksetyna została zalecana przez ASCO do leczenia bólu u pacjentów z CIPN. Pomimo wykazanej skuteczności przeciwbólowej, ogólne korzyści kliniczne duloksetyny są umiarkowane, ponieważ przede wszystkim przynosi ulgę objawową, a nie zapobiega CIPN lub cofa podstawowe zmiany patologiczne8. Dlatego badanie potencjalnych celów CIPN jest ważne dla rozwoju leków i precyzyjnej terapii.
Kanały TRP, które są kluczowymi mediatorami sygnalizacji nocyceptywnej, zyskują coraz większą uwagę w kontekście rozwoju terapii. Wśród kanałów TRP sugerowano, że TRPA1 jest kluczowym czynnikiem indukującym nadwrażliwość na ból przez różne leki chemioterapeutyczne131. Dlatego badanie koncentruje się na roli TRPA1 w patogenezie CIPN i dodatkowo wyjaśnia mechanizmy, dzięki którym pośredniczi on w bólu neuropatycznym, co ilustruje Rysunek 8. Ten kanał jest aktywowany przez stres oksydacyjny, wywołując nieprawidłowy ból mechaniczny i nadwrażliwość na zimno 61,70,71 i bierze udział w nocycepcji zapalnej poprzez modulację komórek odpornościowych, aby pośredniczyć w neurozapaleniu 62,72,73,74,75 . Ponadto kanały TRPA1 współdziałają z TRPV1, TRPM8 oraz kanałami z systemem napięciowym, takimi jak Ca2+, Nav1.7, Zn2+ i Kv7. Te interakcje wzmacniają neuropatyczne i zapalne odpowiedzi bólowe 76,77,78,79,80,81. Taka synergiczna modulacja ma istotne implikacje kliniczne. Ponieważ TRPA1, TRPV1 i TRPM8 są współekspresjonowane w neuronach sensorycznych i mogą wzajemnie regulować swoją aktywność, inhibitory dwu- lub wielocelowe są w stanie wywołać bardziej wyraźne efekty przeciwbólowe niż te skierowane wyłącznie na TRPA1. Co więcej, ta synergiczna interakcja pozwala każdemu związkowi osiągnąć porównywalną skuteczność przeciwbólową przy niższych dawkach, co zmniejsza potencjalne skutki niepożądane. Podobnie DRG, będący celem neurotoksyczności, jest dotknięty przez TRPA1. Aktywacja TRPA1 zwiększa pobudliwość neuronów DRG, co z kolei sprzyja uwalnianiu neuroprzekaźników z DRG, prowadząc do zwiększonej nadwrażliwości na objawy nocyceptywne82,83. Podsumowując, TRPA1 może nasilać ból neuropatyczny u pacjentów z CIPN poprzez wywoływanie neurozapalnej odpowiedzi kaskadowej. W związku z tym antagonizowanie TRPA1 może skutecznie łagodzić objawy zapalne i bolesne wywołane przez CIPN, co również sugeruje, że stosowanie antagonistów TRPA1 i naturalnych ziół jest kluczowe.
Skuteczność antagonistów TRPA1 została skutecznie wykazana w modelach zwierzęcych. Na przykład u myszy KO TRPA1 oraz po zastosowaniu antagonistów TRPA1 (np. HC-030031) objawy bólu neuropatycznego wywołane lekami chemioterapeutycznymi są istotnie osłabioneo 86,89. Jednak nadal istnieją ograniczenia w stosowaniu antagonistów TRPA1, ponieważ badania kliniczne u pacjentów z CIPN nie zostały jeszcze przeprowadzone, co sugeruje, że bezpieczeństwo i skuteczność antagonistów TRPA1 u ludzi wymaga dalszej oceny i potwierdzenia. Na przykład różnice w wzorcach ekspresji TRPA1 i wrażliwości na antagonistów między gryzoniami a ludźmi mogą prowadzić do rozbieżności między wynikami przedklinicznymi a klinicznymi. Ponadto konwersja eksperymentalnych dawek ze zwierząt na ludzi pozostaje niepewna, co dodatkowo zwiększa złożoność rozwoju leków.
Ponadto dokładne mechanizmy, dzięki którym TRPA1 pełni funkcję terapeutycznego celu w, nie zostały jeszcze w pełni wyjaśnione, a jego specyficzne funkcje tkankowe wymagają dalszych badań. Biorąc pod uwagę szeroką ekspresję TRPA1 w neuronach czuciowych, komórkach Schwanna i komórkach odpornościowych, rozróżnienie jego specyficznych funkcji w różnych kontekstach komórkowych pozostaje wyzwaniem. Większość istniejących badań opiera się na ogólnoustrojowych antagonistach TRPA1, co utrudnia precyzyjne przypisanie obserwowanych efektów do konkretnych przedziałów komórkowych. Należy podkreślić, że TRPA1 eksprimowany w neuronach czuciowych bezpośrednio pośredniczy w sygnalizacji nocyceptywnej, podczas gdy TRPA1 w komórkach Schwanna i komórkach odpornościowych przede wszystkim reguluje procesy zapalne i mikrośrodowiskowe, które wtórnie modulują wrażliwość na ból. Dlatego tkankowo-specyficzne usuwanie TRPA1 dostarczyłoby ważnych mechanistycznych wglądów. Utrata TRPA1 specyficzna dla neuronów może wyjaśnić jego bezpośrednią rolę w pobudliwości nocyceptorów i transmisji bólu, podczas gdy delecja specyficzna dla komórek Schwanna może wyjaśnić, jak stres oksydacyjny wywołany przez TRPA1 oraz interakcje glejowo-neuronalne sprzyjają długotrwałemu neurozapaleniu. Co ważne, specyficzne dla komórek odpornościowych modele knockoutu TRPA1 (np. w makrofagach lub limfocytach T) pomogłyby określić wkład sygnalizacji TRPA1 immunologicznej w neuroimmunologiczne przesłuchiwanie i regulację zapalną w CIPN. Takie podejścia znacznie pogłębiłyby naszą wiedzę o funkcjach TRPA1 specyficznych dla tkanek i komórek oraz ułatwiłyby opracowanie bardziej precyzyjnych strategii terapeutycznych. Tymczasem wiele aspektów antagonizmu TRPA1 w traktowaniu CIPN pozostaje do dalszego zbadania. Na przykład, czy TRPA1 wykazuje różnice funkcji funkcjonalnych w CIPN wywołanych przez różne leki chemioterapeutyczne oraz jak jego aktywność można precyzyjniej modulować, aby osiągnąć optymalną skuteczność terapeutyczną, pozostają ważne, nierozwiązane pytania.
W tym kontekście połączenie antagonistów TRPA1 z naturalnymi związkami ziołowymi lub tradycyjnymi formułami medycyny chińskiej stanowi obiecującą metodę terapeutyczną. Taka terapia skojarzona może nie tylko zmniejszyć toksyczność związaną z lekami, ale także zwiększyć skuteczność dzięki efektom synergicznym obejmującym wiele celów. Ogólnie rzecz biorąc, antagonizowanie TRPA1 może modulować odpowiedzi immunologiczne i przerywać kaskady neurozapalne, skutecznie łagodząc neurotoksyczność i uszkodzenia neuronów, oferując nowe spostrzeżenia i potencjalne strategie klinicznego zarządzania CIPN.
Niniejszy przegląd kompleksowo bada złożone powiązania między TRPA1 a CIPN oraz potencjalne przeciwzapalne efekty antagonizmu TRPA1 w jego leczeniu. Badania przedkliniczne wykazały, że farmakologiczna inhibicja lub delecja genetyczna TRPA1 może tłumić neurozapalenie, zmniejszać pobudliwość neuronów oraz łagodzić neurotoksyczność, wywołując tym samym działanie przeciwzapalne i przeciwbólowe, które mogą pomóc złagodzić objawy CIPN. Jednak obecne badania nadal mają pewne ograniczenia. Przyszłe badania powinny dalej badać specyficzne mechanizmy molekularne leżące u podstaw udziału TRPA1 w CIPN, optymalizować strategie celowania oraz prowadzić szeroko zakrojone badania kliniczne w celu weryfikacji bezpieczeństwa i skuteczności antagonistów TRPA1. Zapewni to bardziej precyzyjne i skuteczne opcje leczenia dla pacjentów z CIPN.

Rysunek 1: Dysfunkcja mitochondrialna i mechanizmy CIPN wywołane stresem oksydacyjnym. Chemioterapeuty na bazie platyny tworzą adukty platynowo-DNA, które gromadzą się w DRG, gdzie wiążą się z nDNA i mtDNA. Powoduje to uszkodzenia DNA/mitochondriów, zwiększa produkcję ROS i indukuje apoptozę neuronów. Istnieją również dowody na to, że OXA wywołuje ból neuropatyczny poprzez aktywację astrocytów i zwiększenie prozapalnej cytokiny w szlaku MAPP. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 2: Mechanizmy indukcji CIPN przez nieprawidłowości układu odpornościowego. (A) Środki hemoterapeutyczne prowadzą do aktywacji makrofagów, wzrostu liczby limfocytów T (CD4+), cytotoksycznych limfocytów T (CD8+) i komórek B w DRG oraz zmniejszenia liczby przeciwzapalnych limfocytów T i neutrofilów. MC przyczyniają się do progresji CIPN poprzez rekrutację komórek odpornościowych i uwalnianie różnych cytokin zapalnych w CIPN, co zmniejsza aktywność komórek NK, co z kolei nasila neurozapalenie i stres oksydacyjny. (B) Środki chemioterapeutyczne modulują aktywację i wydzielanie mediatorów odpornościowych przez SGC w DRG, mikroglej i astrocytów w rdzeniu kręgowym oraz komórek Schwanna w aksonach, co skutkuje zwiększoną pobudliwością neuronów czuciowych i nasileniem nadwrażliwości na ból w CIPN. (C) Aktywacja immunozapalnych szlaków sygnalizacyjnych, takich jak MAPK i NF-κB, również odgrywa ważną rolę w nasilaniu odpowiedzi neurozapalnych. (D) Środki chemioterapeutyczne mogą również aktywować komórki odpornościowe i wzmacniać odpowiedzi neurozapalne poprzez zwiększenie TLR4 i wywoływanie powiązanych dysregulacji genów. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 3: DRG jest głównym celem dla leków chemioterapeutycznych wywołujących CIPN. (A) PTX może prowadzić do infiltracji makrofagów do DRG, co z kolei powoduje zmniejszenie liczby IENF. (B) Leki platynowe gromadzą się w DRG, prowadząc do dysfunkcji mitochondriów i podwyższonego poziomu ROS, co z kolei sprzyja apoptozie neuronów. (C) Talidomid może bezpośrednio uszkodzić DRG. (D) Środki chemioterapeutyczne mogą również uszkadzać neurony DRG poprzez zmianę kanałów jonów sodu, potasu i wapnia, zakłócanie struktury mikrotubul oraz aktywację PRR. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Kluczowe domeny strukturalne TRPA1 istotne dla jego aktywacji przez środki chemioterapeutyczne. Kanał TRPA1 zawiera sześć transbłonowych fragmentów α-helikalnych (S1-S6). Wśród nich S1-S4 tworzą VSLD, a S5 i S6 tworzą wklęsłą strukturę porową pętli. Zarówno końce kanału TRPA1, NH2 i COOH znajdują się w cytoplazmie. Jeden z dłuższych końców NH2 zawiera ARDs oraz miejsce Cdk5, natomiast C-terminus TRPA1 zawiera domenę podobną do TRP i jest powiązany z transbłonową domeną strukturalną. Aktywacja kanału może powodować napływ Ca2+ , co z kolei uruchamia szereg szlaków sygnalizacyjnych komórek, takich jak te regulujące ekspresję genów, wspierające proliferację komórek i wywołujące reakcje zapalne. Struktura TRPA1 determinuje jego funkcję w wykrywaniu bólu oraz wrażliwości na ciepło/zimno. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 5: TRPA1 reguluje neurozapalną nocycepcję pośredniczącą przez komórki układu odpornościowego. Komórki odpornościowe (makrofagi, komórki Schwanna i MC), czynniki prozapalne (rodzina IL-1, TNF-α, IL-6, IL-8), chemokiny (CXCL5/CXCR2), mediatory zapalne (NGF, PKA/PKC) oraz TLR4 mogą aktywować kanały TRPA1. Aktywacja kanałów TRPA1 może zwiększyć stężenie Ca2+ wewnątrzkomórkowego, co sprzyja uwalnianiu SP, NK-A i CGRP, wpływa na komórki odpornościowe (limfocyty T, NK) oraz moduluje szlaki zapalne (szlak PANX1), zwiększając pobudliwość neuronów DRG oraz utrzymując neurozapalenie i utrzymujący ból. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 6: TRPA1 moduluje kanały jonowe, aby przyspieszyć sygnalizację bólu. TRPA1 i TRPM8 biorą udział w nadwrażliwości na zimno, a TRPA1 i TRPV1 w mechanicznej allodynii. Ponadto kanały TRPA1 z kanałami Ca2+, Nav1.7, Zn2+, Kv 7 i Kir4.1 wspierają uwalnianie mediatorów zapalnych (np. CGRP, GFAP) oraz czynników prozapalnych (np. TNF-α, IL-6), wywołując nadpobudliwość neuronów DRG, co z kolei wywiera synergiczny efekt nasilający ból neuropatyczny i zapalny. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 7: Potencjał ukierunkowania TRPA1 na leczenie CIPN. Stosowanie antagonistów TRPA1 i naturalnych ziół może hamować aktywność kanałów TRPA1, zmniejszając tym samym strumień Ca2+ i stres oksydacyjny, co z kolei tłumi reakcje neurozapalne i zmniejsza ból neuropatyczny, ostatecznie zmniejszając uszkodzenia nerwów i poprawiając objawy związane z CIPN. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 8: Hamowanie TRPA1. Strategia terapeutyczna dla CIPN. Aktywacja TRPA1 powoduje stan zapalny i nadwrażliwość w CIPN; jego hamowanie przez antagonistów lub zioła może zmniejszać stan zapalny neurogenny, sensytyzację nocyceptywną oraz objawy. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.
Tabela 1: Potencjalne mechanizmy leżące u podstaw CIPN. Środki chemioterapeutyczne przyczyniają się do powstawania CIPN poprzez wiele szlaków patologicznych, w tym zaburzenia mitochondrialne i stres oksydacyjny, nieprawidłowości układu odpornościowego, zaburzenia kanałów jonowych, uszkodzenia neuronów DRG oraz zaburzenia cytoszkieletu neuronalnego. Te mechanizmy łącznie prowadzą do neurozapalenia, neurotoksyczności i bólu neuropatycznego. Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać tę tabelę.
Tabela 2: Mechanizmy CIPN związane z TRPA1. TRPA1 przyczynia się do powstawania CIPN poprzez wiele procesów patologicznych, w tym aktywację wywołaną stresem oksydacyjnym, modulację immunologiczną i stan zapalny, interakcje kanałów jonowych oraz uszkodzenia neuronów DRG. Mechanizmy te łącznie zwiększają pobudliwość neuronów i sprzyjają bólowi neuropatycznemu oraz nadwrażliwości. Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać tę tabelę.
Tabela 3: Aktualny status rozwoju i wskazania kliniczne reprezentatywnych antagonistów TRPA1. Ta tabela podsumowuje głównych antagonistów TRPA1 badanych w badaniach przedklinicznych i klinicznych, w tym ich mechanizmy działania, wskazania terapeutyczne oraz etapy rozwoju leków. Czynniki te hamują aktywność kanału TRPA1, zmniejszając tym samym stres oksydacyjny, stan zapalny oraz ból neuropatyczny związany z CIPN i innymi schorzeniami patologicznymi. Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać tę tabelę.
Tabela 4: Naturalne ziołowe źródła ligandów TRPA1 i ich potencjalne mechanizmy łagodzenia CIPN. Ta tabela podsumowuje reprezentatywne naturalne związki i ekstrakty ziołowe modulujące aktywność TRPA1, w tym ich źródła, typy chemikaliów, warunki eksperymentalne oraz cele molekularne. Te naturalne czynniki wywierają działanie neuroprotekcyjne i przeciwzapalne poprzez regulację TRPA1 i powiązanych szlaków sygnalizacyjnych, łagodząc tym samym stres oksydacyjny, neurozapalność i nadmierną pobudliwość neuronów związane z CIPN. Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać tę tabelę.
Nie ma żadnych finansowych konfliktów interesów do ujawnienia.
Autorzy pragną wyrazić wdzięczność wszystkim członkom grupy Mingzhu Li za wsparcie i pomoc. Rękopis ten został wsparty przez Chińską Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych (82104838), Program Spark Fundacji Promocji Chin (XH-D001) oraz Prowincjonalny Program Badawczo-Rozwojowy Liaoning (2024JH2/102500062), co jest z wdzięcznością docenione. Rysunek 1 i Rysunek 2 zostały narysowane za pomocą FigDraw.