Wissenschaftlicher Durchbruch zur Unterstützung der medikamentösen Therapie bei psychischer Gesundheit und Drogenmissbrauch
Da weit verbreitete Medikamente gegen Depressionen diesen Transportprozess durch Bindung an die Transporter modulieren, erklären die neuen Erkenntnisse, wie die Medikamente wirken und wie Stimulanzien wie Kokain und Amphetamin ihre Wirkung entfalten. Dieses neue Verständnis sollte sich auch bei der Entwicklung gezielterer medikamentöser Therapien gegen Angstzustände, Depressionen, Schizophrenie und Drogenmissbrauch als nützlich erweisen.
SSRIs wurden entwickelt, ohne wirklich zu verstehen, wie sie funktionieren, und erst jetzt beginnen Forscher zu verstehen, wie sie die Transporter binden und beeinflussen. „Diese Medikamente sind wirksam bei der Behandlung vieler psychischer Erkrankungen, einschließlich Depressionen, Zwangsstörungen und Panikstörungen, was darauf hindeutet, dass diese Störungen in gewissem Zusammenhang mit dem Serotoninspiegel im Gehirn stehen. Unsere Studie ist der Beginn des Verständnisses, wie SSRIs auf mechanistischer Ebene funktionieren und warum sie bei einigen Menschen und nicht bei anderen funktionieren “, sagte Dr. Haral Weinstein, Co-Autor der Studie und Maxwell M. Upson Professor für Physiologie und Biophysik Direktor des Instituts für Computational Biomedicine (ICB) am Weill Cornell Medical College.
Die Forscher untersuchten Transporterproteine in der Familie der Na + -Symporter, die Neurotransmitter aus der Synapse entfernen. Dies wird als Wiederaufnahme bezeichnet und ist für die ordnungsgemäße Funktion der neuronalen Übertragung von wesentlicher Bedeutung. Antidepressiva wie Prozac und Zoloft, die selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRIs) sind, und Kokain stören den Wiederaufnahmemechanismus und verändern den normalen Austauschprozess zwischen Zellen.
Das Papier, das die neuen Erkenntnisse beschreibt, wurde in der Ausgabe vom 13. Mai von veröffentlicht Natur und wurde als wesentlicher Beitrag zum Verständnis der Dynamik des Transportzyklus im Abschnitt „News & Views“ der Zeitschrift gelobt. Die Gutachter stellen fest, dass Biologen bisher keine Transporter für ein Einzelmoleküldetail sehen konnten, aber die neue Studie „hebt den Vorhang auf und beleuchtet einige der Choreografien des Membrantransports“. In diesem Scheinwerferlicht beleuchtet die neue Forschung den Weg transportierter Moleküle und zeigt, wie Transporterproteine Ionen und Moleküle durch Membranen eskortieren, indem sie Durchgänge auf eine Weise bilden, die die Forscher mit dem Öffnen und Schließen von Toren vergleichen.
„Die Untersuchung von Membrantransportproteinen und der Gene, die sie codieren, bietet die Möglichkeit, viele Aspekte von Krankheitsprozessen zu untersuchen. Das Öffnen und Schließen der Transportertore wird durch die Bindung der transportierten Substanzen und durch hemmende Medikamente auf eine Weise gesteuert, die durch frühere Ansätze, die Bewegungen in einzelnen Proteinen nicht auflösen konnten, nicht bestimmt werden konnte “, sagt ein leitender Autor, Dr. Jonathan Javitch, Lieber-Professor für experimentelle Therapeutika in den Abteilungen für Psychiatrie und Pharmakologie und im Zentrum für molekulare Erkennung am Columbia University Medical Center.
Wie genau sich die Tore öffnen und schließen und warum, ist noch nicht vollständig geklärt. Die Ergebnisse dieser Forschung sind jedoch ein wichtiger Schritt in diese Richtung. In der aktuellen Studie untersuchten die Forscher den LeuT-Transporter. Sie waren in der Lage, Veränderungen einzelner Moleküle zu überwachen und berichteten, zwei unterschiedliche Zustände beobachtet zu haben, von denen sie glauben, dass sie über die offenen und geschlossenen Zustände des Gating-Mechanismus berichten.
"Das Verständnis molekularer Bewegungen ist wichtig, da Enzymfunktionen von Bewegung abhängen", sagt Dr. Scott Blanchard, ein weiterer leitender Autor der neuen Studie. „Um Moleküle zu beobachten, befestigen wir Reportermoleküle, sogenannte Fluorophore, die direkt auf der Einzelmolekülskala gemessen werden können. Auf diese Weise können Bewegungsinformationen über das Protein erhalten werden, mit dem sie verknüpft sind. “
