Nghiên cứu theo dõi thần kinh dưới ánh sáng xanh - Giảm đau qua trung gian

Những năm gần đây, các nghiên cứu ở động vật gặm nhấm và con người đã gợi ý rằng tiếp xúc với ánh sáng có thể làm giảm đau mãn tính. Đặc biệt, ánh sáng xanh đã được báo cáo là làm giảm đau ở những người bị đau nửa đầuvà đau cơ xơ hóa. Tuy nhiên, người ta biết rất ít về cơ chế đằng sau những quan sát này. Một nghiên cứu được công bố ngày hôm qua (7/12) trên tạp chí Science Translational Medicine đã làm sáng tỏ một phần của bí ẩn này: Các nhà nghiên cứu kết luận rằng ở chuột, thuốc giảm đau ánh sáng xanh này được trung gian chủ yếu bởi hình nón, các tế bào cảm quang trong mắt chịu trách nhiệm phát hiện màu sắc và ở mức độ thấp hơn, bằng que, một tế bào cảm quang khác trong mắt. Họ cũng xác định chính xác một tập hợp con của các tế bào thần kinh trong một cấu trúc thalamic liên quan đến hiệu ứng này.

Nghiên cứu này rất quan trọng vì nó xác nhận các quan sát về thuốc giảm đau qua trung gian ánh sáng xanh mà trước đây được thực hiện bởi các nhóm độc lập khác — "một cái gì đó mà chỉ có rất ít nhóm trên thế giới. . . đã xem xét," bác sĩ gây mê và dược sĩ Mohab Ibrahim của Đại học Arizona, người không tham gia vào công việc này nhưng nghiên cứu các hiệu ứng ánh sáng xanh tại Đại học Arizona, cho biết. Tìm ra "những gì thực sự thay đổi trong não" khi ai đó tiếp xúc với ánh sáng xanh cũng rất có giá trị, ông nói thêm, vì nó có thể giúp các nhà nghiên cứu phát triển các phương pháp điều trị mới cho các tình trạng khác nhau. Ibrahim là người đồng phát minh ra bằng sáng chế cho việc sử dụng liệu pháp ánh sáng xanh để kiểm soát cơn đau mãn tính và là một trong những người sáng lập Luxxon Therapeutics, LLC, một công ty khởi nghiệp quan tâm đến việc thương mại hóa liệu pháp này.

Nhóm các nhà nghiên cứu đằng sau nghiên cứu mới, có trụ sở tại Đại học Phúc Đán ở Thượng Hải, đã cho chuột ăn khớp tiếp xúc với ánh sáng xanh cường độ thấp trong tám giờ mỗi ngày trong sáu ngày và đo độ mẫn cảm nhiệt và cơ học của chúng — nghĩa là liệu chúng có loại bỏ chân khỏi nhiệt khó chịu hoặc kích thích xúc giác — trước, trong và sau thời gian điều trị này. Theo các công trình trước đây, phát hiện của nhóm nghiên cứu tiết lộ rằng ánh sáng xanh làm giảm đáng kể độ nhạy cảm đau ở những con chuột này.

Sau đó, các tác giả đã điều tra những tế bào cảm quang nào đang làm trung gian cho hiệu ứng này. Cuối cùng, họ đã ức chế di truyền hoặc dược lý từng loại trong số ba loại có trong võng mạc động vật có vú: hình nón, que và các tế bào hạch võng mạc cảm quang (ipRGCs) - loại thứ hai có liên quan đến phản ứng phi thị giác với ánh sáng. Ngay cả khi các nhà nghiên cứu giảm hơn 80% mật độ ipRGC bằng cách sử dụng một hóa chất phá hủy một số nhưng không phải tất cả các loại tế bào phụ này, họ vẫn không đo lường được bất kỳ thay đổi nào về tác dụng giảm đau của ánh sáng. Tuy nhiên, những con chuột chuyển gen thiếu chức năng que cho thấy giảm đau một phần. Sự thay đổi thậm chí còn mạnh mẽ hơn ở những con chuột nơi nón được cắt bỏ bằng cách sử dụng chất độc chuyển gen: Trong tình trạng này, tác dụng giảm đau khi tiếp xúc với ánh sáng xanh đã biến mất hoàn toàn.
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã cố gắng theo dõi mạch thần kinh truyền tín hiệu của các tế bào cảm quang và cuối cùng dẫn đến tác dụng giảm đau. Một loạt các thí nghiệm trong đó quần thể thần kinh bị ức chế hoặc kích hoạt đã tiết lộ rằng một tập hợp con của các tế bào thần kinh biểu hiện protein proenkephalin (PENK) là chìa khóa cho thuốc giảm đau ánh sáng xanh. PENK là tiền chất của enkephalin peptide, giúp giảm đau bằng cách liên kết với hai loại thụ thể opioid. Các tế bào thần kinh này nằm trong nhân sinh dục ventrolateral (vLGN) của đồi thị, một vùng não chịu trách nhiệm chuyển tiếp các tín hiệu cảm giác và đã được biết là nhận được đầu vào từ võng mạc. Các nghiên cứu trước đó đã xác định rằng các sợi trục của các tế bào thần kinh này chiếu đến nhân raphe lưng (DRN), một cấu trúc trong thân não liên quan đến điều chế đau. Khi nhóm nghiên cứu ức chế có chọn lọc các dự đoán của các tế bào thần kinh vLGNPenk này vào DRN, họ phát hiện ra rằng tác động của ánh sáng xanh ở chuột đã biến mất.

Kết hợp với nhau, các thí nghiệm này đã khiến các tác giả kết luận rằng thuốc giảm đau ánh sáng xanh là kết quả của việc tiếp nhận ánh sáng, chủ yếu thông qua hình nón, truyền tín hiệu đến các tế bào thần kinh biểu hiện PENK trong vLGN chiếu vào DRN trong não.

Phát hiện thú vị nhất của bài báo này là xác định "một con đường mà ánh sáng có thể tham gia vào hệ thống điều chỉnh cơn đau", nhà khoa học thần kinh Mary Heinricher của Đại học Khoa học và Sức khỏe Oregon, người không tham gia vào nghiên cứu này cho biết. "Bằng cách thực sự nhìn vào cấu trúc thalamic trực tiếp nhận được đầu vào võng mạc này và sau đó kết nối rất trực tiếp với hệ thống điều chỉnh đau," các tác giả có thể làm sáng tỏ một trong những con đường liên quan đến tác dụng giảm đau của ánh sáng xanh. Tuy nhiên, cô ấy nói thêm, đây có thể chỉ là một trong "nhiều con đường".

Padma Gulur, một nhà nghiên cứu đau tại Trường Y Đại học Duke, người không tham gia vào công việc này nhưng có bằng sáng chế đang chờ cấp bằng sáng chế cho thuốc giảm đau dựa trên ánh sáng xanh, nói rằng những phát hiện này cung cấp bằng chứng cho một cơ chế tiềm năng về cách thức hoạt động của thuốc giảm đau qua trung gian ánh sáng xanh, nhưng việc xác định con đường này không loại bỏ các tế bào cảm quang và mạch tiềm năng khác liên quan. Những kết quả này "không giải thích đầy đủ những gì chúng ta đang thấy" trong các nghiên cứu lâm sàng, cô nói thêm. Ví dụ, ánh sáng đã được chứng minh là có tác dụng giảm đau ở bệnh nhân mù màu — một phát hiện khó giải thích với nghiên cứu mới, vì mù màu bắt nguồn từ các hình nón không hoạt động. Dựa trên những quan sát này và thực tế là một số ipRGC vẫn còn nguyên vẹn khi chúng bị ức chế trong các thí nghiệm của nghiên cứu mới, Gulur nói rằng không thể loại trừ hoàn toàn vai trò của các tế bào này — một cảnh báo được các tác giả thừa nhận trong bài báo của họ.

Heinricher cho biết, cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về cách thức hoạt động của hiệu ứng giảm đau qua trung gian ánh sáng xanh này có thể cung cấp thông tin về cách "thiết lập các giao thức" cho liệu pháp ánh sáng có thể điều trị cơn đau hiệu quả. Cuối cùng, liệu pháp ánh sáng hứa hẹn sẽ là "một phương pháp điều trị rẻ tiền, dễ dàng", cô nói thêm, lập luận rằng bằng chứng tích lũy về lợi ích tiềm năng của nó phải truyền cảm hứng cho các nhà nghiên cứu "kiểm tra nó một cách tích cực nhất có thể".

Alejandra Manjarrez
Dec 9, 2022 

 

Alejandra Manjarrez

Dec 9, 2022