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Il supplemento dietetico semplice migliora i tratti schizofrenici in mouse

Un supplemento dietetico semplice diminuisce i sintomi comportamentistici in mouse con una mutazione genetica che causa la schizofrenia. Dopo gli esperimenti supplementari, compreso prevedere la barriera ballante fluorescente macchiata delle cellule cerebrali acerbe, i ricercatori hanno concluso che il supplemento probabilmente protegge le proteine che costruiscono gli scheletri cellulari dei neuroni.

La betaina di supplemento in primo luogo è stata isolata dalle barbabietole da zucchero e spesso è associata con sapore di umami o della dolcezza. I livelli sani di betaina vengono sia dalle sorgenti esterne dell'alimento che dalla sintesi interna nell'organismo. I supplementi della betaina già sono usati clinicamente per trattare l'omocistinuria metabolica di malattia.

“Non incoraggio chiunque a catturare la betaina per nessuna ragione, se un medico non la ha raccomandata. Ma, sappiamo che questa droga è già, così repurposing per trattare la schizofrenia dovrebbe essere sicura,„ ha detto il professor Nobutaka Hirokawa, M.D. clinicamente usato, Ph.D. del progetto, dall'università di scuola post-laurea di Tokyo di medicina che piombo il progetto di ricerca recente. Hirokawa è stato un membro dell'accademia del Giappone, un'organizzazione onoraria nazionale che riconosce il risultato scientifico, dal 2004 ed ha ricevuto una persona del premio di merito culturale dal governo giapponese nel 2013.

La schizofrenia è stimata per pregiudicare circa 1 in 100 persone globalmente ed è una delle 15 cause di piombo principali dell'inabilità universalmente.

Ci sono i trattamenti per la schizofrenia, ma hanno effetti secondari e purtroppo non c'è ancora efficace droga affinchè i pazienti catturi che possiamo spiegare biochimicamente perché funziona.„

Nobutaka Hirokawa, M.D., Ph.D., il professor di progetto, università di scuola post-laurea di Tokyo di medicina

Gli studi genetici della gente diagnosticata con la schizofrenia hanno trovato i collegamenti possibili fra la malattia e le variazioni nel gene della famiglia 3b (kif3b) di kinesin come pure in un altro gene in questione nella sintesi interna dell'organismo di betaina.

Hirokawa ed i suoi membri del laboratorio hanno categorizzato tutti e 45 i membri della superfamiglia di kinesin dei geni in mammiferi, la maggior parte di cui codificano le proteine del motore che muovono i materiali in tutto la cella. Normalmente, la proteina di KIF3B si collega insieme ad un'altra proteina di superfamiglia di kinesin e trasporta il carico in tutto un neurone viaggiando su e giù lo scheletro delle cellule.

I mouse utilizzati nella ricerca recente hanno avuti soltanto una copia funzionale del gene di kif3b e sono usati spesso come modello animale della schizofrenia. Questi mouse evitano le interazioni sociali e mostrano la stessa risposta debole di pazienti umani con schizofrenia in una prova chiamata inibizione del prepulse, che le misure come fatto sussultare sono da un suono improvviso e rumoroso hanno preceduto da un suono più calmo.

Kif3b che i mouse mutanti sollevati su una dieta hanno completato con tre volte la quantità normale di betaina ha avuto comportamento normale, indicante che i supplementi della betaina potrebbero trattare i sintomi della schizofrenia.

Per capire perché la betaina ha avuta questo effetto sui mouse, i ricercatori hanno coltivato le cellule nervose con la mutazione di kif3b in laboratorio ed i contrassegni fluorescenti aggiunti in modo da potrebbero guardare la forma di scheletro cellulare della presa.

La forma di un neurone sano è rievocativa di un albero: un corpo cellulare circondato dai rami, i dendrites, fissati ad un circuito di collegamento lungo, l'assone. I neuroni mutanti di Kif3b sviluppati in laboratorio hanno una struttura insolita e hyperbranched con troppi dendrites. I simili neuroni hyperbranched inoltre sono veduti nei campioni del cervello donati dalla gente con la schizofrenia, indipendentemente dai che trattamenti o farmaci hanno catturato mentre erano vivi.

Durante lo sviluppo sano del neurone, la parte principale della cella riempie di componente di scheletro chiamata tubulina. Nel frattempo, il cono di crescita fronte delle configurazioni delle cellule esternamente in un ballo appuntito e irregolare dovuto i movimenti di un'altra componente di scheletro ha chiamato l'actina filamentosa. Nei mutanti di kif3b, questo movimento di dancing, a che gli esperti si riferiscono come dinamica lamellipodial, notevolmente è diminuito e la divisione fra tubulina ed actina è offuscato.

L'actina in scheletro cellulare di un neurone è montata in parte da un'altra proteina chiamata CRMP2. Le analisi chimiche dei cervelli dei mouse mutanti di kif3b e dei pazienti umani della schizofrenia rivelano il danneggiamento chimico significativo di CRMP2, che induce le proteine a agglutinarsi insieme.

La betaina è conosciuta per impedire il tipo di danno chimico, sforzo del carbonilico, che causa questa disfunzione CRMP2.

“In cervelli post mortem dei pazienti della schizofrenia, CRMP2 è la proteina nel cervello con la maggior parte del sforzo del carbonilico. La betaina probabilmente elimina la parte di sforzo del carbonilico dell'equazione della schizofrenia,„ ha detto Hirokawa.

Proteggendo CRMP2 dal danno, il trattamento della betaina permette che a kif3b i neuroni mutanti sviluppino le strutture adeguate. Con uno scheletro strutturalmente sano da traversare, la proteina funzionale restante di KIF3B può muovere il carico avanti e indietro intorno alla cella. Altri esperimenti della provetta hanno rivelato che KIF3B e CRMP2 possono legare insieme, ma il loro rapporto esatto rimane poco chiaro.

“Sappiamo che la quantità di betaina diminuisce nei cervelli dei pazienti della schizofrenia, in modo da questo studio suggerisce forte che la betaina potrebbe essere terapeutica per almeno alcuni generi di schizofrenia,„ ha detto Hirokawa.

Il gruppo di ricerca di UTokyo pianificazione le collaborazioni future con le ditte farmaceutiche e gli studi clinici sui supplementi della betaina come trattamento per la schizofrenia.

Source:
Journal reference:

Yoshihara, S., et al. (2021) Betaine ameliorates schizophrenic traits by functionally compensating for KIF3-based CRMP2 transport. Cell Reports. doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108971.