Означавање сићушних протеина за испитивање корена депресије
Способност, којој је требало готово деценију да би се постигла, омогућава проучавање регулације серотонина на новом нивоу, што је важно због кључне улоге коју серотонин игра у регулацији расположења, апетита и спавања, према истраживачима.
Регулаторни протеин који су научници успешно означили познат је као транспортер серотонина. Простире се кроз мембрану која формира спољашњу површину нерва и делује као усисивач који усисава молекуле серотонина у тело ћелије и даље од рецептора циљаних серотонина на другим ћелијама, регулишући концентрацију серотонина у подручју око ћелије.
Транспортери серотонина важан су предмет истраживања јер су они мета за најчешће лекове који се користе за лечење депресије, укључујући Прозац, Пакил и Лекапро, напомињу истраживачи.
„Ако сте заинтересовани за ментално здравље, транспортери серотонина су идеална тема“, рекла је др Сандра Росентхал, катедра за хемију Јацк и Памела Еган, која је студију водила са др Рандијем Блакелием, др. Аллан Д. Басс, професор фармакологије и психијатрије.
Истраживачи су приметили да су проблеми са регулацијом транспортера серотонина такође повезани са аутизмом. Пре две године, Блакели и генетичар Јамес Сутцлиффе известили су о открићу вишеструких промена у протеину транспортера серотонина због којих је транспортер постао „преактиван“ код људи са аутизмом.
Недавно су Блакели и Јереми Веенстра-ВандерВееле, МД, известили да мишеви који изражавају једног од ових високо функционалних транспортера показују вишеструке промене у понашању које подсећају на промене виђене код деце са аутизмом.
Покушаји да се разуме како ови транспортери раде ограничени су потешкоћама у проучавању њиховог понашања, према научницима.
„У прошлости смо били ограничени на снимке који приказују локацију молекула преносника у одређено време“, рекао је постдипломац хемије Јерри Цханг, који је развио технику означавања. „Сада можемо пратити њихово кретање на површини ћелија у реалном времену и видети како су њихови покрети повезани са активношћу усвајања серотонина.“
Флуоресцентне ознаке које су истраживачи користили су наноразмерне перле зване квантне тачке направљене од мешавине кадмијума и селена. Зрнца су само мало већа од протеина које означавају: Морали бисте да нанижете 10.000 да бисте обухватили ширину људске косе, објашњавају истраживачи.
Квантне тачке емитују обојену светлост када су осветљене, а мале промене у њиховој величини узрокују да сјаје у различитим бојама. Један од истраживача, др Иан Д. Томлинсон, развио је посебну молекуларну жицу која се на једном крају веже за квантну тачку, а на другом крају веже за дериват лека који се везује за транспортер серотонина.
Када се смеша која садржи ове квантне тачке инкубира са култивисаним нервним ћелијама, лек се веже за транспортер. Како се протеин креће, повлачи квантну тачку иза себе попут детета које држи балон на узици, објаснио је. Када је подручје осветљено, квантне тачке се у микроскопу приказују као обојене тачке светлости.
Користећи свој нови поступак, истраживачи су погледали продужења нервне ћелије која су укључена у лучење серотонина. Из претходних истраживања, истраживачи су сумњали да ће транспортери бити концентрисани у деловима ових наставака богатих холестеролом, названим сплавовима, иако ниво резолуције са стандардним приступима није био довољан да пружи било какве назнаке шта су тамо радили.
Студије квантних тачака показале су да постоје два различита транспортера: они који могу слободно да путују око мембране и они који се понашају као да нису у стању да се крећу. Открили су да су се непокретни транспортери налазили у сплавовима.
Када су стимулисали ћелију да повећа активност транспортера, били су изненађени оним што се догодило. „Открили смо да су транспортери на сплавовима почели да се крећу много брже, док се кретање осталог становништва уопште није променило“, известио је Росентхал.
Будући да мобилисани транспортери не напуштају сплавове, чини се да фијучу унутар затвореног одељења, као да су пуштени из ланаца који их обично држе покоренима. Ова запажања сугеришу да је вероватно да су две популације контролисане различитим регулаторним путевима.
„Сад кад можемо да посматрамо како се регулација транспортера заправо догађа, требали бисмо бити у могућности да откријемо идентитет сидрених протеина и сигнале на које ови протеини реагују и који омогућавају транспортерима да се пребацују између и са ниских и високих нивоа активности“, рекао је Блакели.
„Тренутно антидепресиви морају у потпуности затворити преноснике серотонина у мозгу да би постигли клиничку корист“, додао је он, напомињући да то може произвести бројне непријатне нежељене ефекте, попут мучнине, дебљања, сексуалних проблема, умора и поспаности.
„Разумевањем основних механизама који природно окрећу активност серотонинског транспортера горе-доле, можда можемо развити лекове који производе блаже нежељене ефекте и имају још већу ефикасност“, рекао је он. „Наши погледи су такође усмерени на пренос онога што смо научили код нормалних транспортера серотонина на разумевање хиперактивних транспортера које смо пронашли код деце са аутизмом.“
Извор: Универзитет Вандербилт
