Mit einem anti-Raucher-Medikament zur Kontrolle von Neuronen

Ein anti-Raucher-Medikament hat jetzt einen neuen job—als chemischer Schalter zu aktivieren wählen Sie Neuronen, die auf ein oder aus.

Das Medikament verriegelt designer-Proteinen, die sogenannten Ionen-Kanäle, die Steuern, ob oder nicht ein neuron sendet eine Nachricht. Indem Sie diese Proteine nur in bestimmten Gruppen von Nervenzellen können die Wissenschaftler target-modulation von spezifischen Zellen verlassen, während andere Neuronen unberührt.

Das system, entwickelt von Scott Sternson, Gruppenleiter am Howard Hughes Medical Institute Janelia Research Campus, wird schon helfen Forscher entwirren schaltkreise im Gehirn, die bei Mäusen und Primaten. Eines Tages, es führen könnte zu mehr gezielte Behandlungen im Menschen für Erkrankungen wie Epilepsie oder Schmerzen, Sternson und seine Kollegen berichten über 14 März 2019, in der Zeitschrift Science.

Andere Wissenschaftler arbeiten an diesem Ansatz, genannt chemogenetics, „verwenden oft Moleküle, die nicht angebracht wäre, die für die menschliche Therapie,“ Sternson sagt. „Es sind noch viele Schritte zu der Klinik, aber wir versuchen zu verkürzen, die Strecke.“

Chemogenetics seit etwa zwei Jahrzehnten: die Wissenschaftler haben entwickelt, passende Paare von Drogen und Rezeptoren, die sich ändern kann die Aktivität von Neuronen bei Mäusen. Sternson-system verwendet ein Medikament gelangt in das Gehirn und ist bereits genehmigt, die in den Menschen. Und es richtet Ionen-Kanal-Proteine, die Einfluss auf die Neuronen-Aktivität direkt, so gibt es weniger Potenzial für Nebenwirkungen. Dass es lebensfähig für eine mögliche klinische nutzen, wie er sagt—eine Barriere, die chemogenetic tools noch nicht setzte über.

Sternson team durchforstet und Dutzende von bereits zugelassener Medikamente, die vor der Kommissionierung Vareniclin, ein Arzneimittel, das reduziert die Nikotin-Heißhunger. Die Forscher optimiert die Struktur von zwei verschiedenen Ionen-Kanal-Proteine zu machen Vareniclin eher zum binden. Ein protein löst Nervenzellen Nachrichten senden, wenn Vareniclin Riegel an. Ein weiterer Blöcke Neuronen, die senden Sie Nachrichten, wenn Vareniclin ist vorhanden.

„Dies sind die mächtigsten chemogenetic Rezeptoren beschrieben, so weit,“ Sternson sagt. Selbst bei niedrigen Dosen von Vareniclin—deutlich unter das Niveau für Raucherentwöhnung—kann eine große Wirkung auf die neuronale Aktivität.

Jetzt können die Wissenschaftler das system verwenden, verbindungen zu ziehen zwischen neuronaler Aktivität und ein Tier Verhalten. Sternson hat das team auch entwickelt Vareniclin-Varianten, die noch besser auf targeting-Proteine und die Arbeit bei noch niedrigeren Dosen als das original.

„Für die Forschung und Anwendungen, die Sie am meisten wollen selective tool „möglich“, Sternson sagt.

Die Straße hinunter, die Fähigkeit, Zellen selektiv zu aktivieren oder deaktivieren könnte Kraftstoff präzisere Behandlungen für bestimmte Krankheiten. Zum Beispiel, einige Patienten mit schwerer Epilepsie haben, kann eine chirurgische Entfernung des betroffenen Teil des Gehirns. Medikamente, die den Gegner nur Neuronen in dieser region werden konnte, eine weniger invasive Methode zur Behandlung dieser Patienten. Sternson auch sieht Zukunft Schmerz-Behandlungen, senden Sie Medikamente nur, um einem Verletzten Bereich, anstatt auf den gesamten Körper. Dies ist wichtig für die Verringerung der Inzidenz der sucht nach Schmerzmitteln, sagt er.