Terapi Protein Baru Menjanjikan Modifikasi Perilaku Bebas Obat

Para ilmuwan di University of Southern California telah mengembangkan cara memodifikasi aktivitas dan perilaku otak - yang menggunakan proses sinaptik otak sendiri sebagai lawan dari obat-obatan psikiatri. Menggunakan protein yang dijuluki GFE3, para peneliti mampu secara khusus menargetkan protein penghambat dan rangsang dan secara efektif "membajak" proses alami yang mengaktifkan atau menonaktifkannya, yang memengaruhi memori dan perilaku sel. Terapi berbasis protein relatif baru untuk semua jenis penyakit lain - seperti kanker - sehingga belum cukup jelas seberapa jauh itu dapat berkembang. Tetapi potensi di sini sangat besar.

Terapi berbasis protein dianggap sebagai langkah potensial dari terapi obat psikiatris karena cara kerjanya. Sedangkan terapi protein menargetkan jenis sel tertentu, obat tradisional mengebom semuanya, menurunkan dan mempengaruhi sel yang kebetulan berada di dekat masalah.

Neurobiolog Don Arnold @USCDornsife telah menemukan cara baru - protein - untuk mengubah memori dan perilaku:

- USC Research (@USC_Research) 22 Juni 2016

"Masalah besar dengan salah satu terapi berbasis protein ini adalah sangat sulit untuk membawa gen-gen itu ke manusia," kata pemimpin penulis studi Donald B. Arnold, seorang profesor ilmu biologi di USC Dornsife College of Letters, Seni, dan Ilmu Pengetahuan, memberi tahu Terbalik. “Jadi jika seseorang menemukan cara yang aman untuk memasukkan virus ke dalam otak manusia, maka Anda bisa mulai membicarakan ini sebagai terapi. Tapi itu hanya masalah dengan terapi gen secara umum. Konon, benda ini bekerja sangat bersih, dan tanpa efek samping. Untuk penyakit di mana masalah umumnya adalah dengan ketidakseimbangan eksitasi dan penghambatan, ini adalah alat yang sangat tepat yang dapat masuk dan menekan hanya sel-sel yang ingin Anda tekan, dan memanggil penghambatan dan eksitasi baik naik atau turun."

Penulis studi pertama kali mengembangkan "jari" - bagian yang secara khusus melekat pada sinaps - lebih dari lima tahun yang lalu dan telah bekerja untuk melampirkan komponen kedua, ligase E3, yang merupakan apa yang memungkinkan protein terdegradasi, untuk melewati dua tahun atau lebih.

Arnold dan rekan-rekannya sekarang akan fokus pada kolaborasi dengan para ilmuwan yang mempelajari sirkuit otak; mereka tertarik pada apa yang sebenarnya menghasilkan pola aktivitas yang mereka lihat dari sel-sel khusus ini. Seekor tikus jantan, misalnya, dapat dibuat agresif dengan meletakkannya di dekat tikus jantan lain - jadi peran apa yang dimainkan penghambat dalam hal itu? Jawabannya selalu rumit karena hasilnya dapat mencakup loop umpan balik penghambatan positif yang sulit untuk membedakan dari loop umpan balik rangsang. Tetapi terapi baru ini memungkinkan para peneliti untuk menargetkan sel-sel tertentu dan merobohkan jaringan itu, memotong kabel dalam diagram sirkuit, sehingga untuk berbicara, dan mengungkapkan apa pola sebenarnya dari kabel.

Makalah ini juga menghasilkan hasil lain yang agak mengejutkan: Para peneliti dapat menghilangkan sinapsis penghambatan, tetapi ketika mereka menghentikan ekspresi protein, sinapsis tumbuh kembali. Protein tidak menurunkan target; itu merusak dirinya sendiri. Ini adalah fenomena yang sangat menarik yang memicu pertanyaan penelitian lebih lanjut: Bagaimana sel tahu bahwa ia kehilangan sinapsis penghambatannya? Apa mekanisme untuk mengembalikannya?

Keseimbangan - atau lebih tepatnya, ketidakseimbangan - eksitasi dan penghambatan adalah kunci untuk penyakit seperti autisme, skizofrenia, epilepsi, kecanduan - apa pun di mana sel tidak tahu bahwa ia membutuhkan lebih banyak penghambatan. Jadi memahami bagaimana sel memutuskan kekurangan dalam penghambatan sangat penting untuk penelitian di bidang ini, dan sangat sedikit yang diketahui saat ini.

Sistem baru ini sangat kuat sehingga bahkan bisa bertahan dari proses pergantian sel yang berjalan cepat di otak. Neuron tidak membalik - kita punya itu untuk seumur hidup - tetapi protein melakukannya. Protein otak Anda secara konstan dibuat dan diturunkan, dan pada akhir setiap minggu, ia terdiri dari molekul yang sangat berbeda dari yang terjadi pada minggu sebelumnya.

"Memanipulasi sistem ini memiliki banyak potensi," kata Arnold. "Ketika saatnya tiba dan mereka mengembangkan cara yang aman untuk menempatkan ini pada manusia, itu akan siap untuk bergulir."