Para ilmuwan telah menangkap gambar struktural rinci TRPM8—yang sering digambarkan sebagai “sensor dingin” tubuh—yang menunjukkan bagaimana saluran tersebut merespons suhu dingin dan mentol, senyawa di balik sensasi dingin mint. Pekerjaan ini, yang dipresentasikan pada Pertemuan Tahunan Biophysical Society ke-70 di San Francisco, membantu menjelaskan dasar molekuler sensasi dingin dan dapat membantu pengembangan obat untuk kondisi termasuk mata kering dan gangguan nyeri.
Sensasi dingin menusuk udara musim dingin—atau kesegaran mint—dimulai dengan saluran protein bernama TRPM8, yang terletak di membran neuron sensorik yang melayani kulit, rongga mulut, dan mata. Ketika suhu turun ke kisaran sekitar 46°F hingga 82°F, saluran terbuka dan memungkinkan ion masuk ke sel, memicu sinyal saraf yang diinterpretasikan otak sebagai dingin. “Bayangkan TRPM8 sebagai termometer mikroskopis di dalam tubuh Anda,” kata Hyuk-Joon Lee, seorang postdoctoral fellow di laboratorium Seok-Yong Lee di Duke University. “Ini adalah sensor utama yang memberi tahu otak Anda saat dingin. Kami telah lama tahu bahwa ini terjadi, tapi kami tidak tahu caranya. Sekarang kami bisa melihatnya.” Menggunakan mikroskopi elektron cryo, para peneliti menangkap snapshot struktural TRPM8 saat bergeser dari keadaan tertutup ke terbuka. Gambar-gambar tersebut menunjukkan bahwa dingin dan mentol mengaktifkan saluran melalui rute terkait tetapi berbeda di dalam protein: pendinginan terutama mendorong perubahan struktural di wilayah pori—bagian yang terbuka untuk membiarkan ion melewati—sementara mentol berikatan pada area terpisah dan menginduksi perubahan bentuk yang merambat menuju pori. “Mentol seperti tipuan,” kata Lee. “Ia menempel pada bagian spesifik saluran dan memicunya terbuka, sama seperti suhu dingin. Jadi meskipun mentol sebenarnya tidak membekukan apa pun, tubuh Anda mendapatkan sinyal yang sama seolah-olah menyentuh es.” Tim melaporkan bahwa menggabungkan dingin dan mentol meningkatkan respons saluran, dan kombinasi ini memungkinkan mereka menangkap saluran dalam keadaan terbukanya—sesuatu yang mereka katakan belum dicapai menggunakan dingin saja. Selain menjelaskan sensasi sehari-hari, para peneliti menunjuk pada kemungkinan implikasi medis. Mereka mengatakan TRPM8 telah dikaitkan dengan kondisi termasuk nyeri kronis, migrain, mata kering, dan kanker tertentu. Satu obat yang menarget jalur ini adalah acoltremon, tetes mata yang disetujui FDA untuk penyakit mata kering; para peneliti menggambarkannya sebagai analog mentol yang mengaktifkan jalur pendinginan untuk membantu merangsang produksi air mata. Pekerjaan ini juga mengidentifikasi apa yang disebut para peneliti sebagai “cold spot,” wilayah protein yang mereka katakan penting untuk sensing suhu dan menjaga saluran tetap responsif selama paparan dingin yang berkepanjangan. “Sebelumnya, tidak jelas bagaimana dingin mengaktifkan saluran ini pada tingkat struktural,” kata Lee. “Sekarang kami bisa melihat bahwa dingin memicu perubahan struktural spesifik di wilayah pori. Ini memberi kami dasar untuk mengembangkan pengobatan baru yang menarget jalur ini.” Temuan ini dipresentasikan pada Pertemuan Tahunan Biophysical Society ke-70 di San Francisco.
