Le tossine botuliniche possono causare gli effetti remoti muovendosi fra i neuroni

Le tossine botuliniche sono fra le sostanze più micidiali su terra e due tossine specifiche - compreso la droga popolare Botox - hanno molteplici usi per il trattamento dei molti termini neuromuscolari, compreso le righe di aggrottare le sopracciglia, gli spasmi rendenti non validi del muscolo e le emicranie.

Le tossine botuliniche annullano i segnali del nervo ai muscoli, creanti la paralisi che può durare i mesi. Dato la sua tossicità straordinaria, le dosi sono misurate tipicamente nei trilionesimi di un grammo e gli obiettivi sono scelti con attenzione per fare tacere soltanto i nervi di motore desiderati.

Quando Botox e le droghe botuline riferite hanno acceduto al servizio, “l'idea era che sono sicuri da usare, essi resta dove sono iniettati e non dovete preoccuparti per la tossina che va al sistema nervoso centrale e causando gli effetti strani,„ dice Edwin Chapman, un ricercatore al Howard Hughes Medical Institute e professore della neuroscienza all'università di Wisconsin-Madison.

La preoccupazione che questa tossina potente può muoversi oltre il sito iniezione è stata rinforzata nel 2009, quando Food and Drug Administration ha aggiunto un avviso prominente ad informazioni di prescrizione “evidenziare che la tossina botulinica può spargersi dall'area dell'iniezione per produrre i sintomi coerenti con botulismo,„ compreso “perdita inattesa di resistenza o di debolezza di muscolo. … Capisca che le difficoltà inghiottenti e respiranti possano essere pericolose e là essere rapporti delle morti relative agli effetti della diffusione della tossina botulinica.„

Ulteriormente, i medici hanno veduto i risultati d'imbarazzo dal trattamento, aggiunge Ewa Bomba-Warczak, un candidato di laurea in neuroscienza. “In molti casi, dopo che un'iniezione per uno spasmo rendente non valido del collo muscles la distonia cervicale chiamata, non c'è cambiamento nel tono di muscolo ma nel sollievo paziente dei ritrovamenti ed è perfettamente felice. Che il risultato non può essere spiegato dagli effetti locali.„

In uno studio ha pubblicato oggi (4 agosto 2016) nei rapporti delle cellule, in Chapman senior autore, in primo Bomba-Warczak autore e prova attuale dei colleghi nella chiara che la tossina sta muovendosi fra i neuroni in un piatto del laboratorio.

Lo studio ha esaminato i neuroni del mouse in pozzi connessi dai canali minuscoli che permettono la crescita degli assoni - le fibre lunghe che i neuroni usano per comunicare.

Nelle prove di due tossine botuliniche, i ricercatori hanno veduto le molecole della tossina entrare nella cella iniettata, come previsto.

Una volta dentro un neurone, la tossina botulinica fende le proteine responsabili di fusione dei contenitori chimici, conosciuta come le vescicole, con la membrana di plasma. Questo evento di fusione rilascia i segnali chimici che sono alla base della comunicazione con i muscoli e l'incapacità di fondere piombo alla paralisi temporanea causata dalla tossina botulinica.

Facendo uso degli anticorpi per identificare i frammenti delle proteine nocive, il gruppo di Chapman ha indicato che le molecole della tossina stavano muovendo verso le cellule nervose in pozzi che inizialmente non avevano ricevuto le molecole nocive. “Ogni volta che una frazione degli atti della tossina localmente (sulle prime cellule nervose che contatta), un'altra frazione agisce ad una distanza,„ dice Chapman. “Non si sa fin dove viaggiano, che probabilmente dipende dalla dose della tossina e di altri fattori.„

Co-author Jason Vevea, un collega postdottorale diUW-Madison, video prodotti che mostrano le molecole etichettate della tossina botulinica che si muovono lungo gli assoni che connettono i neuroni.

Le tossine botuliniche in primo luogo sono state descritte nei 1800s e lungamente sono state un argomento di ricerca a UW-Madison. Allergan SpA, che commercializza quattro versioni della tossina botulinica, ha riferito nel 2015 le vendite globali di Botox di quasi $2 miliardo.

Trovando che le molecole della tossina non restano sempre dove sono iniettate, Chapman dice le risposte di studio di Wisconsin una domanda di lunga durata circa mobilità, ma solleva parecchi più. “Abbiamo veduto che queste tossine entrano nei neuroni al sito iniezione, causante la paralisi locale desiderata, ma Ewa e Jason hanno indicato senza ambiguità l'esistenza di una seconda via dell'entrata che cattura alcune delle molecole della tossina ad altri neuroni.„

La ricerca, effettuata in un piatto del laboratorio, elimina le variabili che hanno contagiato i simili studi svolti in animali, Chapman dice. “Abbiamo voluto vedere se potessimo sviluppare (in un piatto) un sistema in vitro che permette la visualizzazione diretta di questo movimento presunto, in un modo che è semplice, facile interpretare ed inequivocabile. Fanno si muovono, o fanno essi non?„

Chapman si domanda circa gli effetti delle molecole straordinario potenti della tossina che viaggiano le reti neurali. Gli effetti locali, finora, sono stati reputati gli effetti della sogliola. Ma ha potuto la parte dei sui effetti essere dovuto la tossina trasportata?

Queste domande potrebbero essere risposte a geneticamente costruendo i batteri del clostridio che preparano la tossina botulinica per alterare la struttura della tossina, Chapman dice. “Possiamo essere in una posizione per subire una mutazione la parte della tossina che i attaches ad un ricevitore sul neurone in modo da su possono soltanto entrare nella via locale, non questa nuova via che abbiamo descritto.„

Se soltanto gli effetti locali importano per medicina, le versioni di domani di questa molecola antica della tossina possono potere alleviare i sintomi dalle grinze agli spasmi severi del muscolo senza muoversi oltre i neuroni dell'obiettivo.

“Ho una difficoltà che immagino che tutto il medico stia andando volere iniettare qualcosa che sappiano possano muoversi circa quando hanno un'opzione per usare qualcosa che resti messo,„ Chapman dicono. “È una prospettiva emozionante, soppiantante una droga $2 miliardo con una droga più sicura.„

Source:

University of Wisconsin-Madison