Nowy cel w leczeniu zaburzeń lękowych

Zdjęcie: rob dobi GettyImages 

 Praca zespołu kierowanego przez Hideto Takahashi, dyrektora jednostki badawczej IRCM zajmującej się rozwojem i plastycznością synaps, we współpracy z zespołem Stevena Connora z York University i zespołem Masanori Tachikawy z japońskiego Tokushima University została opublikowana w The EMBO Journal. Chociaż defekty w organizacji synaps są powiązane z wieloma schorzeniami neuropsychiatrycznymi, mechanizmy odpowiedzialne za tę organizację są słabo rozpoznane. Odkrycia nowego badania mogą dostarczyć cennych informacji o terapii, uważają naukowcy.

Takahashi, profesor nadzwyczajny w dziedzinie biologii molekularnej i neuronauki na UdeM (Université de Montréal), powiedział, że w badaniach należy pamiętać o dwóch celach. „Jednym z nich jest odkrycie nowych molekularnych mechanizmów komunikacji komórek mózgowych” powiedział. „Drugim jest opracowanie nowego, unikalnego zwierzęcego modelu zaburzeń lękowych, wykazującego zachowania podobne do zespołu lęku napadowego oraz agorafobii, co pomoże nam opracować nowe strategie terapeutyczne”.

Rozumienie mechanizmów

Choroby psychiczne, takie jak zaburzenia lękowe, autyzm oraz schizofrenia, należą do wiodących zaburzeń zdrowotnych w Kanadzie i na całym świecie. Pomimo ich powszechności, rozwój leków, a także leczenie wielu z tych chorób okazały się bardzo trudne ze względu na złożoność mózgu. Naukowcy starali się zatem zrozumieć podstawowe mechanizmy prowadzące do zaburzeń poznawczych, aby rozwijać strategie terapeutyczne.

Połączenia między dwiema komórkami mózgu (neuronami) nazywane są synapsami, które są niezbędne do przekazywania sygnałów neuronalnych i funkcjonowania mózgu. Defekty w synapsach pobudzających, aktywujących transmisję sygnału do neuronów docelowych, a także te w cząsteczkach synaptycznych predysponują do wielu chorób psychicznych.

Zespół Takahashiego odkrył wcześniej nowy kompleks białkowy w obrębie połączenia synaptycznego, zwany TrkC-PTPσ, który występuje tylko w synapsach pobudzających. Geny kodujące TrkC (NTRK3) i PTPσ (PTPRS) są związane odpowiednio z zaburzeniami lękowymi oraz autyzmem. Jednakże, mechanizmy – za pomocą których kompleks ten reguluje rozwój synaps, a także przyczynia się do funkcji poznawczych – są nieznane.

Prace przeprowadzone w nowym badaniu przez pierwszego autora Husama Khaleda, doktoranta w laboratorium Takahashi, wykazały, że kompleks TrkC-PTPσ reguluje strukturalne i funkcjonalne dojrzewanie synaps pobudzających poprzez regulację fosforylacji – biochemicznej modyfikacji białek – wielu białek synaptycznych, podczas gdy zakłócenie tego kompleksu powoduje określone wady behawioralne u myszy.

Elementy składowe mózgu

Neurony to elementy składowe mózgu i układu nerwowego, które odpowiadają za wysyłanie oraz odbieranie sygnałów kontrolujących funkcje mózgu, a także ciała. Sąsiednie neurony komunikują się za pośrednictwem synaps, które działają jak mosty umożliwiające przekazywanie sygnałów między nimi. Ten proces jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania mózgu, takiego jak uczenie się, pamięć i funkcje poznawcze. Wady synaps lub ich składników mogą zakłócać komunikację między neuronami oraz prowadzić do różnych zaburzeń mózgu.

Tworząc myszy z określonymi mutacjami genetycznymi, które zakłócają kompleks TrkC-PTPσ, zespół Takahashi odkrył unikalne funkcje tego kompleksu. Wykazali, że ten kompleks reguluje fosforylację wielu białek zaangażowanych w strukturę, jak i organizację synapsy.

Obrazowanie w wysokiej rozdzielczości mózgów zmutowanych myszy ujawniło nieprawidłową organizację synaps, a dalsze badania ich właściwości sygnalizacyjnych wykazały wzrost nieaktywnych synaps z wadami w transmisji sygnału. Obserwując zachowanie zmutowanych myszy, naukowcy zauważyli, że wykazywały one podwyższony poziom lęku, szczególnie zwiększone unikanie w nieznanych warunkach oraz upośledzone zachowania społeczne.