Nowa terapia białkowa obiecuje modyfikację zachowań bez użycia narkotyków

Naukowcy z University of Southern California opracowali sposób modyfikowania aktywności i zachowania mózgu - taki, który wykorzystuje własne procesy synaptyczne mózgu, w przeciwieństwie do leków psychiatrycznych. Wykorzystując białko nazwane GFE3, naukowcy byli w stanie celować w białka hamujące i pobudzające i skutecznie „przejmować” naturalny proces, który włącza je lub wyłącza, wpływając na pamięć i zachowanie komórki. Terapie oparte na białkach są stosunkowo nowe dla wszystkich innych chorób - takich jak rak - więc nie jest jeszcze jasne, jak daleko będzie się rozwijać. Ale potencjał jest ogromny.

Terapie oparte na białkach są uważane za potencjalny krok naprzód w stosunku do psychiatrycznych terapii lekowych ze względu na sposób ich działania. Podczas gdy terapie białkowe celują w określone typy komórek, tradycyjne dywanowe narkotyki bombardują wszystko, degradując i wpływając na komórki, które po prostu znajdują się w pobliżu problemu.

Neurobiolog Don Arnold @USCDornsife znalazł nowy sposób - białko - aby zmodyfikować pamięć i zachowanie:

- USC Research (@USC_Research) 22 czerwca 2016 r

„Dużym problemem w przypadku każdego z tych leków na bazie białek jest to, że bardzo trudno jest uzyskać te geny u ludzi”, autor badań Donald B. Arnold, profesor nauk biologicznych w USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences, mówi Odwrotność. „Więc jeśli ktoś wymyślił bezpieczny sposób wprowadzenia wirusa do ludzkiego mózgu, to mógłbyś zacząć mówić o tym jako o terapeutyce. Ale to tylko problem z terapią genową w ogóle. To powiedziawszy, ta rzecz działa tak czysto i bez żadnych skutków ubocznych. W przypadku chorób, w których ogólny problem wiąże się z brakiem równowagi wzbudzenia i zahamowania, jest to bardzo precyzyjne narzędzie, które może wchodzić i uderzać tylko w komórki, które chcesz uderzyć, i wybierać hamowanie i wzbudzanie w górę lub w dół. ”

Autorzy badania po raz pierwszy opracowali „palec” - część, która szczególnie przywiązuje się do synapsy - ponad pięć lat temu i pracowali nad dołączeniem drugiego składnika, ligazy E3, co pozwala na degradację białka, w przypadku minione dwa lata.

Arnold i jego koledzy skupią się teraz na współpracy z naukowcami badającymi obwody mózgu; są zainteresowani tym, co faktycznie wytwarza wzór aktywności, jaki widzą z tych konkretnych komórek. Na przykład samca myszy może stać się agresywna, umieszczając go w pobliżu innej samca myszy - więc jaką rolę odgrywa w tym hamowanie? Odpowiedź zawsze była skomplikowana, ponieważ wyniki mogą obejmować pozytywne hamujące pętle sprzężenia zwrotnego, które trudno odróżnić od pobudzających pętli sprzężenia zwrotnego. Ale ta nowa terapia umożliwia badaczom celowanie w określone komórki i wybijanie tej sieci, wycinanie przewodów w schemacie obwodów, że tak powiem, i ujawnianie, jaki jest rzeczywisty wzór okablowania.

Opracowanie przyniosło również inny, dość zaskakujący wynik: naukowcy byli w stanie pozbyć się synaps hamujących, ale kiedy zatrzymali ekspresję białek, synapsy odrosły. Białko nie degraduje celu; ulega degradacji. Jest to niezwykle intrygujące zjawisko, które skłania do dalszych pytań badawczych: w jaki sposób komórka wie, że brakuje jej synaps hamujących? Jaki jest mechanizm ich odkładania?

Równowaga - a raczej brak równowagi - pobudzenia i zahamowania jest kluczem do takich chorób, jak autyzm, schizofrenia, epilepsja, uzależnienie - wszystko, czego komórka nie może zrozumieć, że potrzebuje większej inhibicji. Zrozumienie, w jaki sposób komórka decyduje, że nie ma zahamowań, ma ogromne znaczenie dla badań w tych dziedzinach, a obecnie jest bardzo mało znana.

Ten nowy system jest tak potężny, że nawet przetrwa proces szybkiej rotacji komórek w mózgu. Neurony nie odwracają się - mamy te na całe życie - ale białka to. Białka mózgu są stale tworzone i degradowane, a pod koniec każdego tygodnia zawierają zupełnie inne cząsteczki niż w poprzednim tygodniu.

„Manipulowanie tym systemem ma ogromny potencjał”, powiedział Arnold. „Kiedy nadejdzie dzień i opracują bezpieczny sposób na umieszczenie tego w człowieku, będzie gotowy do rzucenia”.