Výskumníci vyvinuli nový prielom vo výskume pamäte genetickou modifikáciou proteínu LIMK1 a jeho aktiváciou rapamycínom. Tento inovatívny prístup ukazuje potenciál na liečbu neuropsychiatrických chorôb súvisiacich s pamäťou a napredovanie neurologického výskumu.
Katolícka univerzita v Ríme a Fondazione Policlinico Universitario A. Vedci z Lekárskej a chirurgickej fakulty Gemeli IRCCS vyvinuli umelo vytvorený proteín, ktorý zlepšuje pamäť.
Neurovedci z Lekárskej a chirurgickej fakulty Katolíckej univerzity v Ríme a Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS geneticky upravili molekulu, proteín LIMK1, ktorý je normálne aktívny v mozgu, ktorý má dôležitú úlohu v pamäti.
Pridali „molekulárny spínač“, ktorý sa aktivuje podaním lieku, rapamycínu, ktorý je známy svojimi mnohými účinkami proti starnutiu na mozog.
Spoločná štúdia s dôležitými dôsledkami
Vyplýva to zo štúdie zverejnenej v časopise vedecký pokrok, ktorá zahŕňa Katolícku univerzitu v Ríme a Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS. Štúdiu koordinoval Claudio Grassi, riadny profesor fyziológie a riaditeľ oddelenia neurovied.
Výskum podporuje talianske ministerstvo školstva, univerzít a výskumu, americké Alzheimerova choroba Asociačná nadácia a talianske ministerstvo zdravotníctva majú veľký potenciál zlepšiť naše chápanie funkcie pamäte a uľahčiť identifikáciu inovatívnych riešení neuropsychiatrických ochorení, ako je demencia.
Úloha LIMK1 v pamäťových procesoch
Proteín LIMK1 hrá dôležitú úlohu pri určovaní štrukturálnych zmien v neurónoch, konkrétne pri tvorbe dendritických tŕňov, čo zvyšuje prenos informácií v neurónových sieťach a je dôležité v procesoch učenia a pamäte.
Hlavný autor štúdie, Prof. Claudio Grassi vysvetľuje: „Pamäť je zložitý proces, ktorý zahŕňa modifikácie synapsií, čo sú spojenia medzi neurónmi v špecifických oblastiach mozgu, ako je hipokampus, neurálna štruktúra, ktorá hrá dôležitú úlohu. Pri formovaní pamäte.
„Tento jav, známy ako synaptická plasticita, zahŕňa zmeny v štruktúre a funkcii synapsií, ku ktorým dochádza, keď je nervový okruh aktivovaný, napríklad zmyslovými zážitkami. Tieto skúsenosti vedú k aktivácii komplexných signálnych dráh zahŕňajúcich viacero proteínov,“ hovorí profesor Grassi.
„Niektoré z týchto proteínov sú obzvlášť dôležité pre pamäť, v skutočnosti znížená expresia alebo modifikácie týchto proteínov sú spojené so zmenami v kognitívnych funkciách. Jedným z týchto proteínov je LIMK1. Cieľom našej štúdie bolo regulovať aktivitu tohto proteínu, keďže hrá dôležitú úlohu pri dozrievaní dendritických tŕňov medzi neurónmi. Ovládanie LIMK1 liekom znamená schopnosť podporovať synaptickú plasticitu, a teda aj fyziologické procesy, ktoré od nej závisia, zdôrazňuje profesor Grassi.
Chemogenetická stratégia: nový prístup k zlepšeniu pamäte
Cristian Ripoli, docent fyziológie na Katolíckej univerzite a prvý autor štúdie, hovorí: „Kľúč k tejto inovatívnej „chemogenetickej“ stratégii, ktorá kombinuje genetiku a chémiu, je presne spojený s použitím rapamycínu, imunosupresíva. je známe, že liek zvyšuje očakávanú dĺžku života a má priaznivé účinky na mozog v predklinických modeloch.
Profesor Ripoli trvá na tom: „Takže sme upravili sekvenciu proteínu LIMK1 vložením molekulárneho spínača, čo nám umožňuje aktivovať ho na príkaz podávaním rapamycínu.“
„U zvierat s kognitívnym poklesom súvisiacim s vekom viedlo použitie tejto génovej terapie na modifikáciu proteínu LIMK1 a jeho aktiváciu pomocou liekov k výraznému zlepšeniu pamäte. Tento prístup nám umožňuje manipulovať s procesmi synaptickej plasticity a pamäťou vo fyziologických a patologických podmienkach. Navyše to ďalej otvára cestu pre vývoj „umelo vytvorených“ proteínov, ktoré môžu spôsobiť revolúciu vo výskume a terapii v oblasti neurológie,“ zdôrazňuje odborník.
„Ďalším krokom bude overenie účinnosti tejto liečby na experimentálnych modeloch neurodegeneratívnych ochorení vykazujúcich pamäťové deficity, ako je Alzheimerova choroba. Na potvrdenie použitia tejto technológie u ľudí budú potrebné aj ďalšie štúdie,“ uzavrel profesor Grassi.
Referencia: „S vonkajšou poruchou kinázy“ od Cristian Ripoli, Onur Dagliyan, Pietro Renna, Francesco Pastor, Fabiola Paciello, Raimondo Solazzo, Marco Reinado, Martina Battistoni, Sara Martini, Antonella Tramutola, Andrea Satin, Eugenio Barone, Takeo Saneyoshi Engineering Memory „. , Tommaso Felin, Yasunori Hayashi a Claudio Grassi, 15. novembra 2023, vedecký pokrok,
DOI: 10.1126/sciadv.ad1110
