Studie na myších objevila lék na zvýšení paměti
Vědci zkoumali způsob, jakým buňky reagují na biologický stres. Peter Walter, PhD, hlavní autor studie, může u lidí jednoho dne cílit na stejnou biochemickou cestu, na kterou působí molekula.
Objev molekuly a výsledky následných paměťových testů na myších byly publikovány v eLife, online vědecký časopis s otevřeným přístupem.
V jednom paměťovém testu byly normální myši schopny přemístit ponořenou platformu asi třikrát rychleji po obdržení injekcí silné chemikálie než myši, které dostaly simulované injekce.
Myši, které dostaly chemickou látku, si také lépe pamatovaly narážky spojené s nepříjemnými podněty - druh podmíněnosti strachu, který by mohl pomoci myši vyhnout se tomu, aby na ni někdo zaútočil.
Výzkum zřejmě naznačuje, že do vývoje paměti mohou být zapojeny některé protiintuitivní procesy.
Zjištění zejména naznačují, že navzdory tomu, co se zdá být důležité mít nejlepší biochemické mechanismy pro maximalizaci síly paměti, zdá se, že je evoluce neposkytla, řekl Walter.
"Zdá se, že proces evoluce neoptimalizoval konsolidaci paměti; jinak si nemyslím, že bychom to mohli vylepšit tak, jak jsme to udělali v naší studii s normálními a zdravými myšmi, “řekl Walter.
Chemikálie zvyšující paměť byla vybrána ze 100 000 chemikálií. Látky byly testovány na jejich potenciál narušit ochrannou biochemickou cestu v buňkách, která se aktivuje, když buňky nejsou schopny držet krok s nutností skládat proteiny do svých pracovních forem.
Doktorka UCSF, doktorka Carmela Sidrauski, PhD, však zjistila, že chemická látka působí v buňce mimo biochemickou dráhu, která aktivuje tuto rozvinutou proteinovou reakci, a má širší dopad na takzvanou integrovanou stresovou reakci.
V této reakci se několik biochemických drah sblíží na jednom molekulárním lynchpinu, proteinu zvaném eIF2 alfa.
Vědci věděli, že v komplexech od kvasinek po člověka mají různé druhy buněčného stresu - nevyřízené proteiny, UV světlo poškozující DNA, nedostatek stavebních bloků aminokyselin potřebných k výrobě proteinu, virové infekce, železa nedostatek - spusťte různé enzymy tak, aby působily po proudu a vypnuly eIF2 alfa.
"Inaktivace eIF2 alfa je mimo jiné brzdou konsolidace paměti," řekl Walter - možná evoluční důsledek toho, že se buňka nebo organismus lépe adaptují jinými způsoby.
Vypnutí eIF2 alfa vytáčí produkci většiny proteinů, z nichž některé mohou být potřebné pro formování paměti, řekl Walter. Inaktivace eIF2 alfa ale také zvyšuje produkci několika klíčových proteinů, které pomáhají buňkám vyrovnat se se stresem.
Spoluautor studie Nahum Sonenberg, PhD, z McGill University, dříve spojoval paměť a eIF2 alfa v genetických studiích myší a jeho laboratorní skupina také provedla testy paměti pro současnou studii.
Chemikálie identifikovaná vědci UCSF se nazývá ISRIB, což je zkratka pro integrovaný inhibitor stresové reakce. Výzkumníci zjistili, že ISRIB kompenzuje účinky inaktivace alfa eIF2 alfa uvnitř buněk.
"ISRIB vykazuje dobré farmakokinetické vlastnosti [jak je léčivo absorbováno, distribuováno a eliminováno], snadno prochází hematoencefalickou bariérou a nevykazuje žádnou zjevnou toxicitu u myší, což je velmi užitečné pro studie na myších," řekl Walter.
Tyto vlastnosti také naznačují, že ISRIB může podle Waltera sloužit jako dobrý výchozí bod pro vývoj humánních léků.
Walter uvedl, že hledá vědce, se kterými by spolupracovali na nových studiích poznávání a paměti na myších modelech neurodegenerativních onemocnění a stárnutí pomocí ISRIB nebo příbuzných molekul.
Kromě toho by chemikálie, jako je ISRIB, mohly hrát roli v boji proti rakovině, které využívají reakce na stres k podpoře vlastního růstu, uvedl Walter.
Na základní úrovni, řekl Walter, může spolu s dalšími vědci pomocí ISRIB zjistit více o úloze rozvinuté proteinové odpovědi a integrované stresové odpovědi při nemoci a normální fyziologii.
Zdroj: University of San Francisco
