Hiirte uuring avastab ravimid mälu suurendamiseks
Teadlased uurisid, kuidas rakud reageerivad bioloogilisele stressile. Sama biokeemiline rada, millel molekul toimib, võib ühel päeval olla suunatud inimestele mälu parandamiseks, ütles uuringu vanemautor Peter Walter.
Molekuli avastamine ja järgnevate hiirtega tehtud mälutestide tulemused avaldati aastal eLife, veebipõhine teaduslik avatud juurdepääsuga ajakiri.
Ühes mälutestis suutsid normaalsed hiired pärast tugeva kemikaali süsti saada uputatud platvormi umbes kolm korda kiiremini ümber paigutada, kui hiired, kes said teesklusi.
Kemikaali saanud hiired mäletasid paremini ka ebameeldivate stiimulitega seotud vihjeid - sellist hirmu konditsioneerimist, mis aitaks hiirel ohvrit vältida.
Uuringud näivad viitavat sellele, et mälu arendamisse võivad kaasata mõned anti-intuitiivsed protsessid.
Eelkõige viitavad leiud sellele, et vaatamata näib olevat parim biokeemiliste mehhanismide olemasolu mälu jõu maksimeerimiseks, ei näi evolutsioon neid pakkuvat, ütles Walter.
„Näib, et evolutsiooniprotsess pole optimeerinud mälu konsolideerimist; muidu ei usu, et me oleksime võinud seda paremaks muuta, nagu tegime oma uuringus tavaliste ja tervete hiirtega, ”ütles Walter.
Mälu suurendav kemikaal eraldati 100 000 kemikaali hulgast. Aineid uuriti nende potentsiaali kohta häirida rakkudes kaitsvat biokeemilist rada, mis aktiveerub siis, kui rakud ei suuda hoida kinni vajadusest valke oma töövormidesse voltida.
UCSF-i doktorikraadiga doktor Carmela Sidrauski avastas siiski, et kemikaal toimib rakus väljaspool biokeemilist rada, mis aktiveerib selle lahtikäiva valguvastuse, et laiemalt mõjutada nn integreeritud stressivastust.
Selles vastuses ühinevad mitmed biokeemilised teed ühele molekulaarsele lünhpinile, valgule, mida nimetatakse eIF2 alfaks.
Teadlased on teadnud, et organismides, mille keerukus ulatub pärmist inimeseni, on erinevat tüüpi rakuline stress - lahtikäivate valkude mahajäämus, DNA-d kahjustav UV-valgus, valgu, viirusnakkuse, raua valmistamiseks vajalike aminohapete ehitusmaterjalide puudus defitsiit - käivitage erinevad ensüümid eIF2 alfa väljalülitamiseks allavoolu.
"Muuhulgas on eIF2 alfa inaktiveerimine pidurdus mälu konsolideerimisel," ütles Walter - võib-olla evolutsiooniline tagajärg raku või organismi muul viisil paremaks kohanemisvõimeks.
EIF2 alfa väljalülitamine vähendab enamiku valkude tootmist, millest mõnda võib mälu moodustamiseks vaja minna, ütles Walter. Kuid eIF2 alfa inaktiveerimine suurendab ka mõne peamise valgu tootmist, mis aitab rakkudel stressiga toime tulla.
Uuringu kaasautor McGilli ülikooli doktor Nahum Sonenberg seostas varem hiirte geneetilistes uuringutes mälu ja eIF2 alfat ning tema laborirühm viis läbi ka praeguse uuringu mälutestid.
UCSF-i teadlaste tuvastatud kemikaali nimetatakse ISRIB-ks, mis tähistab integreeritud stressivastuse inhibiitorit. ISRIB arvab eIF2 alfa inaktivatsiooni mõju rakkudes, leidsid teadlased.
"ISRIB-l on head farmakokineetilised omadused [kuidas ravim imendub, jaotub ja elimineerub], läbib hõlpsasti vere-aju barjääri ega avalda hiirtel ilmset toksilisust, mistõttu on see hiirtega tehtavate uuringute jaoks väga kasulik," ütles Walter.
Need omadused näitavad ka seda, et ISRIB võib Walteri sõnul olla hea lähtepunkt inimeste ravimite väljatöötamisel.
Walter ütles, et ta otsib teadlasi, kellega teha koostööd neurodegeneratiivsete haiguste ja vananemise hiiremudelite kognitsiooni ja mälu uurimisel, kasutades ISRIB-d või sellega seotud molekule.
Lisaks võivad vähktõvega võitlemisel mängida rolli sellised kemikaalid nagu ISRIB, mis kasutavad stressireaktsioone, et soodustada nende enda kasvu, ütles Walter.
Põhilisemal tasemel võib Walter öelda, et nüüd saavad tema ja teised teadlased kasutada ISRIB-d, et saada rohkem teada valgu lahtireaktsiooni ja integreeritud stressireaktsiooni rollist haiguste ja normaalse füsioloogia valdkonnas.
Allikas: San Francisco ülikool
