Para muchas personas que sufren de migraña, las luces brillantes son una manera segura de agravar sus dolores de cabeza. Sin embargo, una nueva molécula que bloquea selectivamente los receptores sensibles a la luz especializados en los ojos puede ayudar a estos dos grupos de personas, sin afectar a la visión normal.
Los científicos han sabido desde hace casi un siglo que los humanos y los animales pueden detectar la luz, incluso cuando no pueden ver. Antes de que han abierto los ojos, e incluso antes de las células que permiten la visión han madurado, los ratones recién nacidos todavía se escabullen lejos de las luces brillantes, y establecen sus ciclos de sueño-vigilia en base a los patrones de luz y oscuridad durante todo el día. Lo mismo puede decirse de muchas personas ciegas, aunque ellos no pueden ver lo que está delante de ellos, sus cuerpos todavía siguen ritmos diarios circadianos, y las pupilas de sus ojos se contraen en respuesta a la luz.
Hace más de diez años, el grupo del laboratorio de Panda descubrió que la melanopsina, un receptor que se encuentra en las neuronas que conectan los ojos y el cerebro, es responsable de la detección de la luz independientemente de la visión normal. Desde entonces, los investigadores han determinado que el receptor es de vital importancia para el mantenimiento de los ciclos de sueño y otros ritmos circadianos en los que tienen una visión saludable, la constricción de la pupila del ojo a la luz brillante, y potencialmente exacerbar la sensibilidad de luz asociado con la migraña. Mientras sentidos melanopsin luz para estos fines no-visión en el cuerpo, estrechamente relacionados receptores de rodopsina-y el cono-opsinas proporcionar visión de formación de la información al cerebro.
Panda pensó que si podía encontrar un compuesto que bloquea la melanopsina, pero no rodopsina o cono opsinas, que podría allanar el camino hacia el tratamiento de migrañas o desequilibrios del ritmo circadiano. Los científicos ya saben de una clase de compuestos, los retinoides, que interactúan con las opsinas, pero son no específicos y así unirse a la melanopsina, rodopsina, cono opsinas, y todo un puñado de otros receptores en el cuerpo, causando efectos secundarios generalizados. Panda quería algo más específico. Así que desde hace diez años, su grupo de laboratorio, en colaboración con científicos de la compañía farmacéutica Lundbeck, ha tratado de encontrar compuestos químicos que específicamente apagan melanopsin en animales.
En su última búsqueda, Panda y sus colaboradores recurrieron a la biblioteca Lundbeck de diversos compuestos. En cientos de placas de 384 pocillos, un equipo dirigido por Ken Jones en Lundbeck probó si cada sustancia química de la biblioteca apagada melanopsin mediante la medición de los niveles de calcio después de la placa se expone a la luz. Cuando melanopsina está funcionando, los niveles de calcio aumentan después de exposición a la luz que indica que la luz se ha detectado y se está generando una señal. Varios compuestos de la biblioteca química dejaron de este aumento de calcio suceda, lo que sugiere que estaban bloqueando la función de melanopsina.
Ninguno de estos compuestos parecía retinoides, así que fue un descubrimiento emocionante, dice Panda. Los productos químicos, opsinamides dobladas, también mostraron ninguna interacción con la rodopsina u otras opsinas. «Queríamos asegurarnos de que eran específicas para melanopsin», dice Panda. Para averiguar si los opsinamides tendrían una respuesta fisiológica además de unirse a la melanopsina en experimentos banco, Megumi Hatori y Ludovic Mure de Salk laboratorio siguiente grupo de Panda analizó si el fármaco afecta la constricción pupilar en ratones. Normalmente, a la luz extremadamente brillante, la pupila del ojo se contrae a su tamaño más pequeño. Sin embargo, cuando los ratones fueron tratados con uno de los opsinamides, sus alumnos no se encogen como de costumbre. Lo más importante, el fármaco no tuvo efecto detectable en ratones que carecen de melanopsina, mostrando además su especificidad para melanopsina. Por último, los ratones recién nacidos tratados con el compuesto ya no evitado luces brillantes. Los resultados, Panda, dice, muestran que el fármaco se está deteniendo melanopsin de señalización del cerebro cuando los ojos están expuestos a la luz brillante.
«Hasta ahora, todo lo que sabe acerca de la melanopsina ha sido descubierto utilizando ratones knock-out que carecen por completo el receptor», dice Panda. «Así que esto ofrece una nueva manera de estudiar la proteína.» Kenneth Jones, el ex jefe del proyecto en Lundbeck, señala que «los dos compuestos requieren una mayor optimización en previsión de las pruebas clínicas, pero son extraordinariamente útiles para fines de investigación y que lleva en el proceso de descubrimiento.» Co-autor Jeffrey Sprouse ha co-fundador de una empresa de nueva creación, Cyanaptic, para hacer precisamente eso.
Una vez que los compuestos más eficaces se desarrollan, Panda espera que con el tiempo podrían tener utilidad en una variedad de situaciones clínicas. «Hay muchas personas que les gustaría trabajar cuando tienen dolor de la migraña agravada por la luz», dice. «Si estos medicamentos pueden detener la sensibilidad a la luz asociado con los dolores de cabeza, que les permitiría ser mucho más productivos.»
Además, Panda dice, los medicamentos pueden ayudar a turnos de trabajo fijan sus horarios de sueño sin exposición a la luz solar interfiere con sus ritmos circadianos. Su grupo de laboratorio aún no tiene resultados sobre cómo las drogas afectan a los ritmos circadianos, pero basado en los mecanismos conocidos de melanopsina, Panda dice que es probable que los nuevos opsinamides alteran el sueño.
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