O Estudo explora como as mudanças na função do transportador da dopamina ligaram às desordens do cérebro

Published on July 23, 2014 at 2:54 AM · No Comments

Super-computador do Debandada do uso TACC dos Pesquisadores para estudar uma relação comum entre o apego e a doença neurológica

A pesquisa publicada Recente no Jornal da Investigação Clínica demonstra como as mudanças na sinalização da dopamina e na função do transportador da dopamina são ligadas às doenças neurológicas e psiquiátricas, incluindo a desordem do Parkinsonism do cedo-início e da hiperactividade do deficit de atenção (ADHD).

“Os resultados actuais devem fornecer uma base crítica para uma exploração mais adicional de como a deficiência orgânica da dopamina e a função alterada do transportador da dopamina contribuem às desordens do cérebro” disseram Michelle Sahai, um associado pos-doctoral na Faculdade Médica de Weill Cornell da Universidade de Cornell, adicionando “a igualmente contribuem aos esforços de pesquisa que desenvolvem maneiras novas de ajudar milhões de povos que sofrem.”

Sahai igualmente está estudando os efeitos da cocaína, uma substância extensamente abusada com efeitos do psychostimulant que vise o transportador da dopamina. E seus colegas esperam liberar estes resultados específicos dentro do próximo ano.

Controle Perdedor

A Dopamina é um neurotransmissor que jogue um papel importante no nosso funcionamento cognitivo, emocional, e comportável. Quando ativadas dos estímulos exteriores, as pilhas de nervo no cérebro liberam a dopamina, causando uma reacção em cadeia que liberações ainda mais deste mensageiro químico.

Para assegurar-se de que esta não conduza a um laço infinito da produção da dopamina, uma proteína chamada o transportador da dopamina reabsorbs a dopamina de novo na pilha para terminar o processo. Enquanto a dopamina liga a seu transportador, está retornada às pilhas de nervo para uso futuro.

Contudo, a cocaína e outras drogas gostam da anfetamina, sequestram completamente este sistema bem equilibrado.

“Quando a cocaína entra na circulação sanguínea, não permite que a dopamina ligue a seu transportador, que conduz a um aumento rápido em níveis da dopamina,” Sahai explicou.

O emperramento competitivo e a dopamina adicional subseqüente são o que causa a euforia, a energia aumentada, e o precaução. Igualmente contribui ao abuso de drogas e ao apego.

Para compreender mais os efeitos do abuso de drogas, Sahai e outros pesquisadores no Laboratório de Harel Weinstein em Cornell estão investigando em interacções de droga em um nível molecular.

Usando recursos do super-computador, pode observar o emperramento da dopamina e de várias drogas a um modelo 3D do transportador da dopamina em um nível molecular. De acordo com Sahai, o trabalho exige simulações muito longas em termos dos microssegundos e dos segundos compreender como as drogas interagem com os transportadores.

Através do Ambiente Extremo da Descoberta da Ciência e da Engenharia (XSEDE), um cyberinfrastructure virtual que forneça pesquisadores alcança aos recursos de computação, Sahai executa estas simulações no Debandada, super-computador o mais rápido do mundo o 7o, no Centro De Elaboração Avançado Texas (TACC).

“os recursos XSEDE-atribuídos são fundamentais a ajudar-nos compreendem de como as drogas trabalham. Não há nenhuma maneira que nós poderíamos executar estas simulações nas máquinas nós temos na casa. Com TACC como um prestador de serviços de XSEDE, nós podemos igualmente esperar um aumento exponencial em resultados computacionais, e bons serviço ao cliente e feedback.”

Finalmente, a pesquisa de Sahai contribuirá a um corpo de trabalho existente que está tentando desenvolver um inibidor obrigatório da cocaína sem suprimir o transportador da dopamina.

“Se nós podemos compreender como as drogas ligam ao transportador da dopamina, a seguir nós podemos melhor compreender o abuso de drogas e para adicionar a informação no que é realmente importante em projetar estratégias terapêuticas combater o apego,” Sahai disse.

Uma Relação Comum na Pesquisa

Quando Sahai ainda trabalhar para compreender o abuso de drogas, suas simulações do transportador da dopamina contribuíram à pesquisa publicada sobre outras desordens neurológicas de Parkinson a doença e.

Em um estudo colaborador com a Universidade de Copenhaga, o Hospital da Universidade de Copenhaga, e outros grupos de investigação nos E.U. e na Europa, pesquisadores revelaram a primeira relação conhecida entre mutações de novo no transportador da dopamina e Parkinsonism nos adultos.

O estudo encontrou que as mutações podem produzir os efeitos típicos que incluem tremores debilitantes, a perda principal de controlo do motor, e a depressão. O estudo igualmente fornece o apoio adicional para a ideia que as mutações do transportador da dopamina são um factor de risco para a desordem da hiperactividade do deficit de atenção (ADHD).

Após ter identificado o transportador da dopamina como o gene transformado ligado a Parkinson, pesquisadores girados mais uma vez para o Laboratório de Harel Weinstein devido a seus interesse e investimento de longa data em estudar o transportador humano da dopamina.

As simulações de Sahai usando super-computador do Debandada de XSEDE e de TACC apoiaram ensaios clínicos oferecendo a maior introspecção em como o transportador da dopamina é envolvido em desordens neurológicas.

“Esta pesquisa é muito importante para mim,” Sahai disse. “Eu podia olhar a estrutura do transportador da dopamina em nome dos experimentalists e compreender como as irregularidades nesta proteína estão prejudicando uma pessoa real, em vez apenas de olhar algo isolado em um ecrã de computador.”

Quando não houver actualmente nenhuma cura para a doença de Parkinson, uma compreensão mais profunda dos mecanismos específicos atrás dela ajudará sete a dez milhões de pessoas afligidos com a doença.

“Como meu trabalho no abuso de drogas, o objetivo do fim está pensando sobre como nós podemos ajudar povos. E todo vem para trás drogar o projecto,” Sahai disse.

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