Nieuwe eiwittherapie belooft Drugsvrij gedragsverandering

Wetenschappers van de University of Southern California hebben middelen ontwikkeld om hersenactiviteit en gedrag te veranderen - een die de synaptische processen van de hersenen gebruikt in tegenstelling tot psychiatrische geneesmiddelen. Met behulp van een eiwit genaamd GFE3 konden onderzoekers zich specifiek richten op de remmende en opwindende eiwitten en het natuurlijke proces dat hen aan- of uitschakelt op effectieve wijze 'kapen' en het celgeheugen en gedrag beïnvloeden. Eiwitgebaseerde therapieën zijn relatief nieuw voor allerlei andere ziekten - zoals kanker - dus het is nog niet helemaal duidelijk hoever het zal kunnen gaan. Maar het potentieel is hier enorm.

Eiwit-gebaseerde therapieën worden beschouwd als een potentiële stap uit psychiatrische medicamenteuze therapieën vanwege de manier waarop ze werken. Terwijl eiwittherapie gericht is op specifieke celtypes, bombarderen traditionele medicijnen alles, verlagen en beïnvloeden cellen die toevallig in de buurt van het probleem zijn.

Neurobioloog Don Arnold @USCDornsife heeft een nieuwe manier gevonden - een eiwit - om het geheugen en gedrag aan te passen:

- USC Research (@USC_Research) 22 juni 2016

"Het grote probleem met een van deze op eiwitten gebaseerde therapieën is dat het heel moeilijk is om die genen in mensen te krijgen," studeerde hoofdauteur Donald B. Arnold, een professor in biologische wetenschappen aan het USC Dornsife College van Brieven, Kunsten en Wetenschappen, vertelt omgekeerde. "Dus als iemand een veilige manier bedacht om een ​​virus in het menselijk brein te brengen, dan zou je daarover als een therapeut kunnen beginnen. Maar dat is alleen het probleem met gentherapie in het algemeen. Dat gezegd hebbende, dit ding werkt zo schoon, en zonder enige bijwerkingen. Voor ziekten waarbij het algemene probleem is dat onbalans en remming onevenwichtig zijn, is dit een zeer precies hulpmiddel dat alleen de cellen kan raken die je wilt raken, en de remming en opwinding naar boven of naar beneden kunt luiden."

De auteurs van het onderzoek ontwikkelden eerst de "vinger" - het deel dat specifiek aan de synaps hecht - meer dan vijf jaar geleden en hebben gewerkt aan de bevestiging van de tweede component, de E3-ligase, wat is wat het eiwit in staat stelt te worden afgebroken, voor de afgelopen twee jaar of zo.

Arnold en zijn collega's zullen zich nu concentreren op samenwerking met wetenschappers die hersencircuits bestuderen; ze zijn geïnteresseerd in wat het patroon van activiteit produceert dat ze zien van deze specifieke cellen. Een mannelijke muis kan bijvoorbeeld agressief worden gemaakt door hem in de buurt van een andere mannelijke muis te plaatsen - dus welke rol speelt inhibitie daarbij? Het antwoord is altijd ingewikkeld geweest omdat de resultaten positieve remmende feedbacklussen kunnen bevatten die moeilijk te onderscheiden zijn van exciterende feedbacklussen. Maar deze nieuwe therapie stelt onderzoekers in staat om zich op specifieke cellen te richten en dat netwerk uit te schakelen, de draden in het schakelschema te doorsnijden, om zo te zeggen, en te onthullen wat het werkelijke patroon van bedrading is.

Het papier produceerde ook een ander, nogal verrassend resultaat: onderzoekers konden de remmende synapsen kwijt, maar toen ze de expressie van de eiwitten stopten, groeiden de synapsen terug. Het eiwit degradeert het doelwit niet; het degradeert zichzelf. Het is een buitengewoon intrigerend fenomeen dat aanleiding geeft tot verdere onderzoeksvragen: hoe weet de cel dat deze de remmende synapsen mist? Wat is het mechanisme om ze terug te zetten?

De balans - of liever, onevenwichtigheid - van excitatie en remming is de sleutel tot ziekten als autisme, schizofrenie, epilepsie, verslaving - alles waar de cel niet kan achterhalen dat het meer remming nodig heeft. Dus het begrijpen van hoe de cel beslist dat het een tekort aan remming heeft, is enorm belangrijk voor onderzoek op deze gebieden, en er is op dit moment heel weinig bekend.

Dit nieuwe systeem is zo krachtig dat het zelfs het snelle celvernieuwingsproces van de hersenen overleeft. Neuronen keren niet om - we hebben die voor het leven - maar eiwitten doen dat wel. Je hersen-eiwitten worden voortdurend gecreëerd en afgebroken, en tegen het einde van elke week of zo, bevat het compleet andere moleculen dan de vorige week.

"Het manipuleren van dit systeem heeft heel wat potentieel," zei Arnold. "Wanneer de dag komt en ze een veilige manier ontwikkelen om dit in een mens te veranderen, zal het klaar zijn om te rollen."