Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Het Transient Receptor Potential Vanilloid subtype 1 (TRPV1) kanaal, een ligand gestuurd kationenkanaal dat tot expressie komt in de perifere sensorische neuronen, speelt een sleutelrol in perifere pijnsensatie. Dit temperatuur- en pH-gevoelig ionenkanaal kan geactiveerd worden door irriterende stoffen als capsaicine. Niettegenstaande het feit dat capsaicine sinds oudsher gekend staat voor zijn pijnstillende werking, bleef de ontdekking van TRPV1 als het fysiologisch doelwit uit tot 1997. Ondanks de ontelbare analgetica die vandaag de dag te verkrijgen zijn op de markt, blijft pijnbestrijding een van de belangrijkste problemen in de medische wereld. Daarom blijft de zoektocht naar nieuwe en meer efficiënte analgetica verder gaan. In dit licht heeft de ontdekking van het TRPV1 kanaal geleid tot de start van een nieuw hoofdstuk in het onderzoek naar een nieuwe generatie analgetica. Om het aantal neveneffecten tot een minimum te herleiden is het van belang de betrokken werkingsmechanismen en intracellulaire routes in de TRPV1 functionering te kennen. Daarom is basis farmacologisch onderzoek onontbeerlijk. In dit werk worden drie nieuwe groepen van TRPV1 liganden beschreven (cnidaria venoom, polycyclische ether toxines en een EGF gerelateerd peptide toxine) en onderzoek naar de betrokken werkingsmechanismen werd uitgevoerd. Hoofdstuk 1 legt het mogelijke verband uit tussen cnidaria intoxicatie en TRPV1 kanalen. Pijn geïnduceerd door cnidaria is het resultaat van een desensitisatie afhankelijk allosterisch effect op TRPV1. In vivo testen bevestigen de betrokkenheid van TRPV1 in deze pijn inductie. Bijgevolg kan het gebruik van TRPV1 agonisten en/of antagonisten in de behandeling van pijn overwogen worden. Niettegenstaande is verder preklinisch en klinisch onderzoek nodig teneinde de eventuele gevolgen van een interactie met TRPV1 kanalen te kunnen inschatten. Een nieuwe groep van TRPV1 liganden, terug te vinden in dinoflagellaten, zijn polycyclische ether toxines (hoofdstuk 2). Zowel gambierol als brevetoxin geven, net zoals cnidaria venoom, een allosterisch effect. Beide polycyclische ether toxines zijn gekend voor het veroorzaken van respectievelijk ciguatera visintoxicatie en neurotoxische schaaldierintoxicatie. Aangezien TRPV1 gekend staat voor zijn betrokkenheid in pijn en tevens een rol speelt in smaak en temperatuursgevoeligheid, zal de veroorzaakte inwaartse stroom niet alleen leiden tot pijnsensatie, maar ook tot de typische neurologische symptomen als “brandende mond syndroom” en verandering in temperatuurssensatie. In de ontwikkeling van een efficiënte behandeling die niet gepaard gaat met noemenswaardige neveneffecten, is het van belang de selectiviteit van de stof voor bepaalde ionenkanalen te kennen. Daarom werd het effect van gambierol ook getest op spanningsafhankelijke natrium- en kaliumkanalen (hoofdstuk 3). In dit onderzoek komt Kv1.2 naar voren als het meest gevoelige kanaal met een EC50 van 34.5 nM. Verder onderzoek wijst uit dat dit blokkerend effect niet gepaard gaat met een verandering in kinetica of ionenselectiviteit van het kanaal, wat erop wijst dat het beschreven effect hoogstwaarschijnlijk te wijten is aan een porie-blokkerend mechanisme. Hoofdstuk 4 beschrijft een allosterisch effect op TRPV1 geïnduceerd door gigantoxine I, een EGF gerelateerd peptide toxine van de zeeanemoon Stichodactyla gigantea. In dit hoofdstuk wordt de nadruk gelegd op het onderzoek naar het werkingsmechanisme dat schuilgaat achter dit effect en de eventueel betrokken intracellulaire routes. Door sleutelmoleculen in de belangrijkste routes stap voor stap te blokkeren werd duidelijk dat fosfolipase A2 een cruciale factor is in het geïnduceerde allosterisch mechanisme. Het besluit van dit onderzoek geeft de volgende intracellulaire route aan als de meest waarschijnlijke: gigantoxine I interageert met de EGF receptor en activeert daarmee de tyrosine kinase activiteit van deze receptor. Dit stimuleert op zijn beurt de calcium-afhankelijke PLA2 activiteit met een arachidonzuurvrijzetting als gevolg. Oxiderende activiteit van lipoxygenase genereert arachidonzuurmetabolieten welke agonistisch werken op TRPV1 kanalen met een grotere inwaartse stroom tot gevolg. The Transient Receptor Potential Vanilloid subtype 1 (TRPV1) channel, a ligand-gated and non-selective cation channel that expresses in peripheral sensory neurons, is one of the key players in peripheral pain sensation. This ion channel is heat and acid sensitive and can be activated by pungent substances like capsaicin. Although capsaicin was already known since ancient times to have an analgesic effect, the channel was only discovered in 1997 as the physiological target of capsaicin. Despite the fact that numerous analgesics are already on the market, pain treatment remains one of the major problems in the medical world. Therefore, the search for new and more effective analgesics is still going on. The discovery of TRPV1 started a new chapter in the research to novel generation analgesics. In order to prevent side effects, it is very important to know the mechanisms and pathways involved in TRPV1 functioning and thus basic pharmacological research is indispensable. In this work, three new groups of TRPV1 ligands are described (cnidaria venom, polycyclic ether toxins and an EGF related peptide toxin) and research into the involved working mechanisms is done. Chapter 1 explains the possible link between cnidaria intoxication and TRPV1 channels. Pain induced by cnidaria is found to be the result of a desensitization dependent allosteric effect on TRPV1. In vivo tests confirm the involvement of TPRV1 channels in this pain induction and as a result the use of TRPV1 agonists and/or antagonists in pain management can be considered. Nevertheless, further preclinical and clinical research is necessary in order to investigate the consequences of an interaction with TRPV1 channels. A new group of TRPV1 ligands, found in dinoflagellates, are polycyclic ether toxins. In chapter 2, gambierol, known to be involved in the production of ciguatera fish poisoning and brevetoxin, causing neurotoxic shellfish poisoning, are described to give the same allosteric effect as cnidaria venom. Since TRPV1 is proven to be involved in pain as well as taste and temperature sensation, the induced inward current will not only generate pain but also typical neurological symptoms as burning mouth syndrome and change in temperature sensation. Since the ion channel selectivity is important in the development of efficient treatments without major side effects, the effect of gambierol was also checked on voltage-gated sodium and potassium channels (chapter 3). Hereby, Kv1.2 is found to be the most sensitive to the toxin induced block with an EC50 of 34.5 nM. Ion channel kinetics and ion selectivity did not influence the effect, leading to the conclusion that the observed effect is most probably the result of a pore blocking mechanism. In chapter 4, an allosteric effect of gigantoxin I, an EGF related peptide toxin from the sea anemone Stichodactyla gigantea, is found on TPRV1 channels. In this chapter, we focus on the working mechanism and the possible involvement of intracellular pathways. Step by step blocking key players in main pathways taught us that phospholipase A2 is a crucial factor in the induced allosteric effect. As a conclusion the following pathway is proposed: gigantoxin I interacts with EGF receptor thereby activating tyrosine kinase activity. This stimulates the calcium-dependent PLA2 activity and as a consequence arachidonic acid release is initiated. Oxidizing activity of lipoxygenase generates on its turn arachidonic acid metabolites (e.g. HPETE) which act as TRPV1 agonists and thus induce a greater inward cation current. Het Transient Receptor Potential Vanilloid subtype 1 (TRPV1) kanaal, een ligand gestuurd kationenkanaal dat tot expressie komt in de perifere sensorische neuronen, speelt een sleutelrol in perifere pijn sensatie. Dit temperatuur- en pH-gevoelig ionenkanaal kan geactiveerd worden door irriterende stoffen als capsaicine. Niettegenstaande het feit dat capsaicine sinds oudsher gekend staat voor zijn pijnstillende werking, bleef de ontdekking van TRPV1 als het fysiologisch doelwit uit tot 1997. Ondanks de ontelbare analgetica die vandaag de dag op de markt te verkrijgen zijn, blijft pijnbestrijding een van de belangrijkste problemen in de medische wereld. Daarom blijft de zoektocht naar nieuwe en meer efficiënte analgetica verder gaan. In dit licht heeft de ontdekking van het TRPV1 kanaal geleid tot de start van een nieuw hoofdstuk in het onderzoek naar een nieuwe generatie analgetica. Om het aantal neveneffecten tot een minimum te herleiden is het van belang de betrokken werkingsmechanismen en intracellulaire routes in de TRPV1 functionering te kennen. Daarom is basis farmacologisch onderzoek onontbeerlijk. In dit werk worden drie nieuwe groepen van TRPV1 liganden beschreven: venoom uit neteldieren (vb. kwallen), polycyclische ether toxines uit dinoflagellaten en een EGF gerelateerd peptide toxine uit zeeanemoon. Gebruik makend van twee-electrode potentiaalklemtechniek en in vivo testen in ratten werden niet alleen nieuwe effecten beschreven, maar werd ook onderzoek gedaan naar het onderliggende werkingsmechanisme. Deze bevindingen vormen een belangrijke basis voor verder onderzoek in de behandeling van intoxicaties en de daarmee gepaard gaande pijn. The Transient Receptor Potential Vanilloid subtype 1 (TRPV1) channel, a ligand gated cation channel expressed in peripheral sensory neurons, plays a crucial role in peripheral pain sensation. This temperature en pH sensitive channel can be activated by irritating substances as capsaicin. Since ancient times, capsaicin is known for its analgesic effect. Nevertheless, it was not until 1997 TRPV1 was discovered as the physiological target of capsaicin. In spite of the high number of analgesics that are on the market today, pain management stays a mayor problem in the medical world. Therefore, research to new and more efficient analgesics keeps going on. In this light, the discovery of the TRPV1 channel has started a new chapter in the research to a new generation of analgesics. In order to reduce the side effects, it is important to know the involved working mechanisms and intracellular routes in the TRPV1 functioning. Therefore, basic pharmacological research is essential. In this work, three new groups of TRPV1 ligands are described: venom from cnidaria (e.g. jellyfish), polycyclic ether toxins from dinoflagellates and a EGF related toxin from sea anemone. Using two-electrode voltage-clamp technique and in vivo rat tests, not only new effects were described, but also research to underlying working mechanism was done. These findings are an important basis for further research in treatment of intoxications and the accompanying pain.