Innovazione scientifica per aiutare nella terapia farmacologica per la salute mentale, abuso di sostanze
Poiché i farmaci ampiamente utilizzati per la depressione modulano questo processo di trasporto legandosi ai trasportatori, le nuove scoperte aiutano a spiegare come funzionano i farmaci e il modo in cui stimolanti come la cocaina e l'anfetamina producono i loro effetti. Questa nuova comprensione dovrebbe anche rivelarsi utile nello sviluppo di terapie farmacologiche più mirate per ansia, depressione, schizofrenia e abuso di sostanze.
Gli SSRI sono stati sviluppati senza una reale comprensione di come funzionano e solo ora i ricercatori stanno iniziando a capire come si legano e influenzano i trasportatori. “Questi farmaci sono efficaci nel trattamento di molte malattie mentali, tra cui depressione, disturbo ossessivo-compulsivo e disturbo di panico, suggerendo che questi disturbi hanno una qualche relazione con i livelli di serotonina nel cervello. Il nostro studio è l'inizio della comprensione di come funzionano gli SSRI a livello meccanicistico e perché funzionano in alcune persone e non in altre ", ha affermato il dottor Haral Weinstein, coautore dello studio e Maxwell M. Upson Professore di Fisiologia e Biofisica, e direttore dell'Institute for Computational Biomedicine (ICB) al Weill Cornell Medical College.
I ricercatori hanno esaminato le proteine trasportatrici nella famiglia dei simpatizzanti Na +, che rimuovono i neurotrasmettitori dalla sinapsi in un processo chiamato ricaptazione che è essenziale per il corretto funzionamento della trasmissione neurale. Antidepressivi come Prozac e Zoloft, che sono inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina (SSRI), e la cocaina interferiscono con il meccanismo di ricaptazione e alterano il normale processo di scambio tra le cellule.
Il documento che descrive le nuove scoperte è stato pubblicato nel numero del 13 maggio di Natura ed è stato lodato come un contributo significativo alla comprensione delle dinamiche del ciclo di trasporto nella sezione "Notizie e opinioni" della rivista. I revisori notano che fino ad ora i biologi non sono stati in grado di visualizzare i trasportatori su un dettaglio di una singola molecola, ma la nuova ricerca "solleva il sipario e punta i riflettori su alcune delle coreografie" del trasporto di membrana. Sotto questo riflettore, la nuova ricerca illumina il percorso delle molecole trasportate rivelando come le proteine trasportatrici scortano gli ioni e le molecole attraverso le membrane formando passaggi in un modo che i ricercatori paragonano alle porte che si aprono e si chiudono.
“Lo studio delle proteine di trasporto di membrana e dei geni che le codificano offre l'opportunità di indagare molti aspetti dei processi patologici. L'apertura e la chiusura delle "porte" del trasportatore è orchestrata dal legame delle sostanze trasportate e da farmaci inibitori in modi che non potevano essere determinati da approcci precedenti che non erano in grado di risolvere i movimenti nelle singole proteine ", afferma un autore senior, il dott. Jonathan Javitch, che è il professore Lieber di terapia sperimentale nei dipartimenti di psichiatria e farmacologia e il Center for Molecular Recognition presso la Columbia University Medical Center.
Esattamente come le porte si aprono e si chiudono, e perché, non è ancora completamente compreso; tuttavia, i risultati di questa ricerca sono un passo importante in quella direzione. In questo studio, i ricercatori hanno studiato il trasportatore LeuT. Sono stati in grado di monitorare i cambiamenti delle singole molecole e hanno riferito di aver osservato due stati distinti che, a loro parere, riportano sugli stati aperto e chiuso del meccanismo di gating.
"La comprensione dei movimenti molecolari è importante perché le funzioni degli enzimi dipendono dal movimento", afferma il dottor Scott Blanchard, un altro autore senior del nuovo studio. “Per osservare le molecole, alleghiamo molecole reporter chiamate fluorofori che possono essere misurate direttamente su scala di una singola molecola. In tal modo, è possibile ottenere informazioni di movimento sulla proteina a cui sono collegati ".
