Nyproteinbehandling lover narkotikafri adferdsmodifisering

Forskere ved Universitetet i Sør-California har utviklet et middel til å endre hjernens aktivitet og atferd - en som bruker hjernens egne synaptiske prosesser i motsetning til psykiatriske legemidler. Ved hjelp av et protein-kalt GFE3 kunne forskerne spesifikt målrette mot de hemmende og excitatoriske proteiner og effektivt "kapre" den naturlige prosessen som slår dem på eller av, og påvirker celleminne og oppførsel. Proteinbaserte terapier er relativt nye for alle slags andre sykdommer - som kreft - så det er ikke helt klart ennå hvor langt det vil kunne utvikles. Men potensialet her er enormt.

Proteinbaserte terapier regnes som et potensial for oppstart fra psykiatriske medisinbehandlinger på grunn av måten de jobber på. Mens proteinterapi målretter mot spesifikke celletyper, vil tradisjonell medisinsk teppe bombe alt, nedbrytende og påvirke celler som bare kommer til å ligge nær problemet.

Neurobiolog Don Arnold @USCDornsife har funnet en ny måte - et protein - for å endre minne og atferd:

- USC Research (@USC_Research) 22. juni 2016

"Det store problemet med noen av disse proteinbaserte terapeutikkene er at det er svært vanskelig å få de nevnte genene til mennesker," forklarer doktorgradsdoktor Donald B. Arnold, professor i biovitenskap ved USC Dornsife College of Letters, Arts og Sciences., forteller Omvendt. "Så hvis noen fant ut en sikker måte å sette et virus inn i den menneskelige hjerne, så kan du begynne å snakke om dette som en terapeutisk. Men det er bare problemet med genterapi generelt. Når det blir sagt, fungerer denne tingen så rent, og uten noen bivirkninger. For sykdommer der det generelle problemet er med ubalanse med eksitasjon og inhibering, er dette et veldig presist verktøy som kan gå inn og treffe bare de cellene du vil treffe, og ringe inhibering og eksitasjon enten opp eller ned."

Studiens forfattere utviklet først "fingeren" - den delen som spesifikt legger til synapset - for mer enn fem år siden, og har jobbet for å knytte den andre komponenten, E3-ligasen, som gjør det mulig for proteinet å bli degradert, for siste to år eller så.

Arnold og hans kolleger vil nå fokusere på samarbeid med forskere som studerer hjernekretser; de er interessert i hva som faktisk produserer aktivitetsmønsteret de ser fra disse cellene. En mannlig mus, for eksempel, kan gjøres aggressiv ved å sette den i nærheten av en annen mannlig mus - så hvilken rolle virker inhibering i det? Svaret har alltid vært komplisert fordi resultatene kan inkludere positive hemmende tilbakemeldingsløkker som er vanskelig å fortelle bortsett fra eksitatoriske tilbakemeldingsløkker. Men denne nye terapien gjør det mulig for forskere å målrette mot bestemte celler og slå ut nettverket, kutte ledningene i kretsdiagram, så å si, og avsløre hva det aktuelle mønsteret av ledninger er.

Papiret ga også et annet, ganske overraskende resultat: Forskere var i stand til å kvitte seg med hemmende synapser, men da de stoppet uttrykket av proteiner, vokste synapsene tilbake. Proteinet forringer ikke målet; det degraderer seg selv. Det er et ekstremt spennende fenomen som ber om ytterligere forskningsspørsmål: Hvordan vet cellen at den mangler sine hemmende synapser? Hva er mekanismen for å sette dem tilbake?

Balansen - eller heller ubalansen - av excitasjon og inhibering er nøkkelen til slike sykdommer som autisme, skizofreni, epilepsi, avhengighet - alt hvor cellen ikke kan finne ut at den trenger mer hemming. Så forståelse av hvordan cellen bestemmer seg for at den er kort på inhibering, er svært viktig for forskning på disse feltene, og det er svært lite kjent for øyeblikket.

Dette nye systemet er så kraftig at det overlever selv hjernens raske celleomsetningsprosess. Neuroner vender ikke over - vi har dem for livet - men proteiner gjør det. Hjernens proteiner blir stadig opprettet og degradert, og ved slutten av hver uke eller så består det helt forskjellige molekyler enn det gjorde uken før.

"Manipulering av dette systemet har mange muligheter," sa Arnold. "Når dagen kommer og de utvikler en trygg måte å sette dette på i et menneske, vil det være klart å rulle."