Målrettet skjult lomme til behandling af slagtilfælde og anfald

Det ideelle lægemiddel er et, der kun påvirker de nøjagtige celler og neuroner, det er designet til at behandle, uden uønskede bivirkninger. Dette koncept er især vigtigt, når man behandler den sarte og komplekse menneskelige hjerne. Nu, forskere ved Cold Spring Harbor Laboratory har afsløret en mekanisme, der kan føre til denne form for længe søgt specificitet for behandlinger af slagtilfælde og anfald.

Ifølge professor Hiro Furukawa, seniorforsker, der havde tilsyn med dette arbejde, "det kommer virkelig ned på kemi."

Når den menneskelige hjerne er skadet, såsom under et slagtilfælde, dele af hjernen begynder at forsure. Denne forsuring fører til den voldsomme frigivelse af glutamat.

"Vi får pludselig mere glutamat overalt, der rammer NMDA -receptoren, og som får NMDA -receptoren til at begynde at affyre ret meget, "forklarer Furukawa.

I en sund hjerne, NMDA (N-methyl, D-aspartat) receptor er ansvarlig for at kontrollere strømmen af ​​elektrisk ladede atomer, eller ioner, ind og ud af en neuron. "Affyringen" af disse signaler er afgørende for læring og hukommelsesdannelse. Imidlertid, overaktive neuroner kan føre til katastrofale konsekvenser. Unormale NMDA -receptoraktiviteter er blevet observeret ved forskellige neurologiske sygdomme og lidelser, såsom slagtilfælde, anfald, depression, og Alzheimers sygdom, og hos personer født med genetiske mutationer.

Furukawa's team, i samarbejde med forskere ved Emory University, ledt efter en måde at forhindre overskydende NMDA-receptorer uden at påvirke normale områder i hjernen.

Tidligere arbejde havde identificeret lovende forbindelser, kaldet 93-serien, egnet til dette formål. Ivrig efter at slutte sig til NMDA -receptoren i et surt miljø, disse forbindelser nedregulerer receptoraktiviteten, selv i nærvær af glutamat, derved forhindre overdreven neuronal affyring.

Imidlertid, forbindelserne i 93-serien forårsager undertiden den uønskede konsekvens af at hæmme NMDA-receptorerne i sunde dele af hjernen. Derfor satte Furukawa og hans kolleger sig for at bestemme, hvordan de kunne forbedre de unikke egenskaber ved 93-serien.

Deres seneste resultater er detaljeret i Naturkommunikation .

Ved hjælp af en metode kendt som røntgenkrystallografi, forskerne var i stand til at se, at et motiv på sammensætningen i 93-serien går i en lille, aldrig før bemærket lomme i NMDA-receptoren. Eksperimenter viste, at denne lomme er særlig følsom over for pH omkring den.

"Nu hvor vi ser den pH-følsomme lomme i NMDA-receptorer, vi kan foreslå et andet stillads, "Furukawa forklarede." Vi kan redesigne den kemiske forbindelse i 93-serien-lad os kalde den 94-serien-på en sådan måde, at den mere effektivt kan passe til den lomme, og en højere pH-følsomhed kan opnås. Så, vi er stort set bare begyndt vores indsats for at gøre det. "