Percée scientifique pour aider à la pharmacothérapie pour la santé mentale, l'abus de substances
Étant donné que les médicaments largement utilisés pour la dépression modulent ce processus de transport en se liant aux transporteurs, les nouvelles découvertes aident à expliquer le fonctionnement des médicaments et la manière dont les stimulants comme la cocaïne et les amphétamines produisent leurs effets. Cette nouvelle compréhension devrait également s'avérer utile dans le développement de thérapies médicamenteuses plus ciblées pour l'anxiété, la dépression, la schizophrénie et la toxicomanie.
Les ISRS ont été développés sans une réelle compréhension de leur fonctionnement et ce n'est que maintenant que les chercheurs commencent à comprendre comment ils se lient et affectent les transporteurs. «Ces médicaments sont efficaces dans le traitement de nombreuses maladies mentales, y compris la dépression, le trouble obsessionnel-compulsif et le trouble panique, ce qui suggère que ces troubles ont une certaine relation avec les niveaux de sérotonine dans le cerveau. Notre étude est le début pour comprendre comment les ISRS fonctionnent à un niveau mécaniste et pourquoi ils fonctionnent chez certaines personnes et pas chez d'autres », a déclaré le Dr Haral Weinstein, co-auteur de l'étude et professeur Maxwell M. Upson de physiologie et de biophysique, et directeur de l'Institute for Computational Biomedicine (ICB) au Weill Cornell Medical College.
Les chercheurs ont examiné les protéines de transport de la famille des symporteurs Na +, qui éliminent les neurotransmetteurs de la synapse dans un processus appelé recaptage qui est essentiel au bon fonctionnement de la transmission neuronale. Les antidépresseurs tels que le Prozac et le Zoloft, qui sont des inhibiteurs sélectifs du recaptage de la sérotonine (ISRS), et la cocaïne interfèrent avec le mécanisme de recaptage et altèrent le processus normal d'échange entre les cellules.
L'article décrivant les nouvelles découvertes a été publié dans le numéro du 13 mai de La nature et a été salué comme une contribution significative à la compréhension de la dynamique du cycle des transports dans la section «News & Views» de la revue. Les critiques notent que jusqu'à présent, les biologistes ont été incapables de voir les transporteurs sur un détail d'une seule molécule, mais la nouvelle recherche «lève le rideau et met en lumière une partie de la chorégraphie» du transport membranaire. Dans ce projecteur, la nouvelle recherche éclaire la voie des molécules transportées, révélant comment les protéines de transport escortent les ions et les molécules à travers les membranes en formant des passages d'une manière que les chercheurs assimilent à l'ouverture et à la fermeture de portes.
«L'étude des protéines de transport membranaire et des gènes qui les codent offre la possibilité d'étudier de nombreux aspects des processus pathologiques. L'ouverture et la fermeture des `` portes '' du transporteur sont orchestrées par la liaison des substances transportées et par des médicaments inhibiteurs d'une manière qui ne pouvait pas être déterminée par les approches précédentes qui étaient incapables de résoudre les mouvements dans les protéines individuelles », explique un auteur principal, le Dr. Jonathan Javitch, qui est le professeur Lieber de thérapeutique expérimentale dans les départements de psychiatrie et de pharmacologie et le Center for Molecular Recognition au Columbia University Medical Center.
On ne comprend pas encore exactement comment les portes s'ouvrent et se ferment, et pourquoi; cependant, les résultats de cette recherche sont un pas important dans cette direction. Dans l'étude actuelle, les chercheurs ont étudié le transporteur LeuT. Ils ont pu surveiller les changements de molécules individuelles et ont signalé l'observation de deux états distincts qui, selon eux, rapportent les états ouvert et fermé du mécanisme de déclenchement.
«Comprendre les mouvements moléculaires est important parce que les fonctions enzymatiques dépendent du mouvement», déclare le Dr Scott Blanchard, un autre auteur principal de la nouvelle étude. «Pour observer les molécules, nous attachons des molécules rapporteurs appelées fluorophores qui peuvent être directement mesurées à l'échelle d'une seule molécule. Ce faisant, des informations de mouvement peuvent être obtenues sur la protéine à laquelle elles sont liées. »
