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Gli scienziati studiano come le droghe psichedeliche interagiscono con le cellule cerebrali al livello molecolare

Le droghe psichedeliche quali il lsd, la psilocibina e le allucinazioni severe e spesso durature di causa della mescalina, ma essi mostrano il grande potenziale nel trattamento dei termini psichiatrici seri, quale disordine depressivo principale.

Per completamente studiare questo potenziale, gli scienziati devono sapere queste droghe interagiscono con le cellule cerebrali al livello molecolare per causare i loro effetti biologici drammatici. Gli scienziati alla collina ed a Stanford della UNC-Cappella hanno intrapreso appena una grande azione in quella direzione.

Per la prima volta, gli scienziati nel laboratorio di UNC di Bryan L. Roth, il MD, il PhD ed il laboratorio di Stanford di Georgios Skiniotis, Ph.D., hanno risolto la struttura ad alta definizione di questi composti quando attivamente sono limitati al ricevitore2A della serotonina 5-HT (HTR2A) sulla superficie delle cellule cerebrali.

Questa scoperta, pubblicata in cella, già piombo alla prospezione dei composti più precisi che potrebbero eliminare le allucinazioni ma ancora avere forti effetti terapeutici. Inoltre, gli scienziati potrebbero efficacemente alterare la composizione chimica delle droghe quali il lsd e la psilocibina - il composto psichedelico in funghi che è stato accordato lo stato dell'innovazione da FDA alla depressione dell'ossequio.

“Milioni di persone hanno catturato ricreativo queste droghe ed ora stanno emergendo come agenti terapeutici,„ ha detto l'autore Bryan co-senior L. Roth, il MD, il PhD, il professore distinto puttana di Michael di farmacologia all'università di scuola di medicina di North Carolina.

“Guadagnare questa prima occhiata di come agiscono al livello molecolare è realmente importante, un tasto a capire come lavorano. Dato l'efficacia notevole di psilocibina per la depressione (nelle prove di fase II), siamo sicuri i nostri risultati accelereremo la scoperta degli antideprimente rapido agenti e di droghe potenzialmente nuove per trattare altri termini, quale disordine severo di uso della sostanza e di ansia.„

Gli scienziati ritengono quell'attivazione di HTR2A, che è espresso molto agli alti livelli nella corteccia cerebrale umana, è chiave agli effetti delle droghe allucinogene.

“Una volta attivato, i ricevitori inducono i neuroni ad infornare in un asincrono e modo disorganizzato, mettente disturbo nel sistema del cervello,„ ha detto Roth, che tiene una nomina unita della facoltà al banco di UNC Eshelman della farmacia. “Pensiamo che questa sia la ragione queste droghe causano un'esperienza psichedelica. Ma non è a tutto il chiaro che come queste droghe esercitano i loro atti terapeutici.„

Nello studio corrente, il laboratorio di Roth ha collaborato con Skiniotis, un biologo strutturale alla scuola di medicina di Stanford University.

“Una combinazione di vari avanzamenti ha permesso che noi effettuassimo questa ricerca,„ Skiniotis ha detto. “Uno di questi è migliori, preparati più omogenei delle proteine di ricevitore. Un altro è l'evoluzione della tecnologia di microscopia dell'cryo-elettrone, che permette che noi osserviamo i complessi molto grandi senza dovere cristallizzarli.„

Roth accredita co-primo Kuglae Kim autore, PhD, un collega postdottorale nel suo laboratorio, dato che metodi sperimentali vari fermo d'esplorazione per depurare e stabilizzare i ricevitori molto delicati della serotonina.

“Kuglae era stupefacente,„ Roth ha detto. “Non sto esagerando quando dico che che cosa ha compiuto è fra le cose più difficili da fare. In tre anni in un trattamento intenzionale, iterativo, creativo, poteva modificare la proteina della serotonina leggermente in modo che potessimo convincere le quantità sufficienti di proteina stabile per studiare.„

Il lavoro del Kim usato del gruppo di ricerca per rivelare la prima struttura di cristallografia a raggi x del limite di lsd a HTR2A. D'importanza, i ricercatori di Stanford poi hanno usato il cryo-EM per scoprire le immagini di un allucinogeno prototipo, chiamate 25-CN-NBOH, limite insieme all'intero complesso del ricevitore, compreso la proteina Gαq dell'effettore. Nel cervello, questo complesso gestisce la versione dei neurotrasmettitori ed influenza molti trattamenti biologici e neurologici.

L'immagine cryo-EM è come una mappa del complesso, che Kim usato per illustrare la struttura esatta di HTR2A al livello di amminoacidi - gli elementi di base delle proteine quali i ricevitori della serotonina.

Roth, uno psichiatra e biochimico, piombo il programma di 'screening'della droga psicoattiva, costituito un fondo per dall'istituto della salute mentale nazionale. Ciò dà il suo accesso del laboratorio alle droghe allucinogene per la ricerca. Normalmente, questi composti sono difficili da studiare in laboratorio perché sono regolamentati dall'agenzia di applicazione della droga come droghe di programma 1.

Roth ed i colleghi ora stanno applicando i loro risultati alla scoperta basata a struttura della droga per nuova terapeutica. Uno degli scopi è di scoprire i candidati potenziali che possono essere vantaggio terapeutico di offerta capace senza gli effetti psichedelici.

Il più che capiamo circa come queste droghe leghiamo ai ricevitori, meglio capiremo i loro beni di segnalazione. Questo lavoro ci non dà l'intera maschera ancora, ma è un pezzo equo grande del puzzle.„

Georgios Skiniotis, PhD, biologo strutturale, scuola di medicina di Stanford University