Sviluppato un sistema chemogenetico di controllo dei neuroni

Un potente sistema chemogenetico ha accoppiato un farmaco contro il fumo ad alcune proteine appositamente modificate, per controllare l'attività neuronale.

Lo strumento di ricerca potrà essere utilizato per trattare in futuro l'epilessia o il dolore.

Il farmaco legato a proteine specifiche, chiamate canali ionici, controlla se un neurone manderà o no un messaggio. Legando queste proteine con dati gruppi di neuroni, gli scienziati possono modulare le cellule specifiche mentre lasciano stare le altre.

Il sistema, sviluppato da Scott Sternson, capo del gruppo di ricerca del "Howard Hughes Medical Institute's Janelia Research Campus", è già stato utilizzato nei circuiti cerebrali dei topi e dei primati. Lo studio, pubblicato sul giornale "Science" potrebbe guidare a trattamenti più specifici negli umani per condizioni come l'epilessia o il dolore.

"Gli altri scienziati che lavorano su questo approccio, chiamato chemogenetica, spesso usano queste molecole, che non sono risultate ancora efficaci per le terapie umane. Ci sono ancora molti stadi clinici da affrontare, ma stiamo provando a ridurre il percorso" ha spiegato Sternson.

La chemogenetica esiste da circa due decenni: gli scienziati hanno legato i farmaci con dei recettori al fine di modulare l'attività dei neuroni nei topi. Il sistema di Sternson utilizza un farmaco è stato già approvato sugli umani. Si lega ai canali ionici che influenzano direttamente l'attività dei neuroni cosi c'è meno possibilità di effetti collaterali.

Il team di Sternson ha provato una dozzina di farmaci già approvati prima della Varenicline, il farmaco che riduce la dipendenza da nicotina. Poi, i ricercatori hanno modificato la struttura di due differenti proteine dei canali ionici per rendere il legame con la Varenicline più probabile.

Una proteina stimola i neuroni ad inviare i messaggi mentre la Varenicline si lega, un'altra blocca il neurone dall'inviare messaggi quando la Varenicline è presente. "Questi sono i recettori chemogenetici più potenti mai descritti. Anche una piccola dose di Varenicline può avere un grande effetto sull'attività neuronale" ha spiegato Sternson.

Per ora, gli scienziati possono usare il sistema per disegnare le connessioni tra l'attività neuronale ed il comportamento animale. Il team di Sternson ha anche lavorato ad una variante della Varenicline che si lega meglio alle proteine e lavora con dosi anche più basse. "Per le applicazioni della ricerca, noi vogliamo lo strumento più selettivo possibile" ha spiegato Sternson.

L'abilità di cambiare le cellule da on a off potrebbe implicare trattamenti specifici per determinati disturbi. Per esempio, i pazienti con grave epilessia spesso vengono operati per rimuovere la parte del cervello danneggiata. I farmaci che legano con i soli neuroni in quella regione potrebbere essere un trattamento meno invasivo rispetto ad un'operazione.

Sternson ha inoltre concepito trattamenti futuri sul dolore che inviano farmaci solo all'area danneggiata, piuttosto che al corpo intero. Questo è importante nel ridurre l'incidenza della dipendenza dai farmaci antidolorifici.

 

 

Tratto da Sciencedaily

 

 

(Traduzione ed adattamento a cura del Dottor Claudio Manna)

 

 

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