Nyproteinterapi lovar drogfri beteendemodifikation

Forskare vid University of Southern California har utvecklat ett sätt att modifiera hjärnans aktivitet och beteende - en som använder hjärnans egna synaptiska processer i motsats till psykiatriska droger. Med hjälp av en proteinkopad GFE3 kunde forskare specifikt rikta sig mot de hämmande och excitatoriska proteinerna och effektivt "kapa" den naturliga processen som slår på eller av, vilket påverkar cellminne och beteende. Proteinbaserade terapier är relativt nya för alla andra sjukdomar - som cancer - så det är inte helt klart hur långt det kommer att kunna utvecklas. Men potentialen här är enorm.

Proteinbaserade terapier anses vara ett potentiellt steg upp från psykiatriska läkemedelsbehandlingar på grund av hur de fungerar. Medan proteiner behandlar specifika celltyper, traditionella droger som mattar allt, försämrar och påverkar celler som bara råkar vara nära problemet.

Neurobiologen Don Arnold @USCDornsife har hittat ett nytt sätt - ett protein - för att ändra minne och beteende:

- USC Research (@USC_Research) 22 juni 2016

"Det stora problemet med någon av dessa proteinbaserade terapier är att det är väldigt svårt att få dessa gener till människor," studerar lead author Donald B. Arnold, professor i biovetenskap vid USC Dornsife College of Letters, Arts och Sciences, berättar Omvänd. "Så om någon tänkte ut ett säkert sätt att sätta ett virus i människans hjärna, så kan du börja prata om detta som en terapeutisk. Men det är bara problemet med genterapi i allmänhet. Med detta sagt fungerar denna sak så rent och utan några biverkningar. För sjukdomar där det allmänna problemet är med en obalans av excitation och hämning, är detta ett mycket exakt verktyg som kan gå in och träffa bara de celler du vill träffa, och ringa inhibition och excitation antingen upp eller ner."

Studiens författare utvecklade först "fingeren" - den del som specifikt fäster synapsen - för mer än fem år sedan och har arbetat för att fästa den andra komponenten, E3-ligasen, vilket gör det möjligt för proteinet att försämras över två år eller så.

Arnold och hans kollegor kommer nu att fokusera på att samarbeta med forskare som studerar hjärnkretsar; de är intresserade av vad som faktiskt producerar det mönster av aktivitet de ser från dessa specifika celler. En manlig mus, till exempel, kan göras aggressiv genom att lägga den i närheten av en annan manlig mus - så vilken roll spelar hämning i det? Svaret har alltid varit komplicerat eftersom resultaten kan innehålla positiva hämmande återkopplingsslingor som är svåra att skilja bort från exciterande återkopplingsslingor. Men den här nya terapin gör det möjligt för forskare att rikta in sig mot specifika celler och slå ut det nätverket, skärning av ledningarna i kretsschema, så att säga, och avslöja vad det faktiska mönstret för ledningar är.

Papperet producerade också ett annat, ganska överraskande resultat: Forskare kunde bli av med hämmande synapser, men när de stoppade proteinerna uttryckte synapsen tillbaka. Proteinet bryter inte ner målet; det försämrar sig själv. Det är ett extremt spännande fenomen som ber om ytterligare forskningsfrågor: Hur vet cellen att den saknar sina hämmande synapser? Vad är mekanismen för att sätta tillbaka dem?

Balansen - eller snarare, obalans - av excitation och hämning är nyckeln till sådana sjukdomar som autism, schizofreni, epilepsi, missbruk - allt där cellen inte kan räkna ut att den behöver mer hämning. Så förstå hur cellen bestämmer att den är kort på hämning är enormt viktigt för forskning inom dessa områden, och det är mycket lite känt just nu.

Detta nya system är så kraftfullt att det även överlever hjärnans snabba cellomsättningsprocess. Neuroner vänder inte över - vi har dem för livet - men proteiner gör. Din hjärnans proteiner skapas och försämras hela tiden, och i slutet av varje vecka eller så innehåller den helt olika molekyler än vad den gjorde förra veckan.

"Manipulerar detta system har en hel del potential," sa Arnold. "När dagen kommer och de utvecklar ett säkert sätt att sätta detta i en människa, kommer den vara redo att rulla."