Ricerche

I ricercatori del Vollum Institute della Oregon Health & Science University hanno dato alla scienza una nuova e inedita visione in 3-D di uno dei recettori più importanti del cervello, che ci permette di apprendere e ricordare, e la cui disfunzione è coinvolta in una vasta gamma di malattie e condizioni neurologiche, tra cui l'Alzheimer, il Parkinson, la schizofrenia e la depressione.

Il visione inedita fornita dalla ricerca dell'OHSU, pubblicata online il 22 giugno sulla rivista Nature, offre agli scienziati nuovi indizi sul modo in cui è strutturato il recettore, chiamato NMDA.

E, soprattutto, la nuova visione dettagliata dà indizi vitali per lo sviluppo di farmaci per combattere quelle malattie e condizioni neurologiche.

"Questo è il momento più emozionante della mia carriera", ha detto Eric Gouaux, scienziato senior dell'Istituto Vollum e ricercatore dello Howard Hughes Medical Institute. "Il recettore NMDA è uno dei più essenziali, e talvolta ancora misteriosi, recettori nel nostro cervello. Ora, con questo lavoro, possiamo vederlo con dettagli affascinanti".

I recettori facilitano i segnali chimici ed elettrici tra i neuroni nel cervello, permettendo a quei neuroni di comunicare tra loro. Il recettore NMDA (N-metil-D-aspartato) è uno dei più importanti recettori cerebrali, in quanto facilita la comunicazione tra i neuroni che sono il fondamento della memoria, dell'apprendimento e del pensiero. Il malfunzionamento del recettore NMDA si verifica quando è sempre più, o sempre meno, attivo ed è associato ad un'ampia gamma di disturbi e malattie neurologiche.

L'Alzheimer, il Parkinson, la depressione, la schizofrenia e l'epilessia sono, in molti casi, malattie legate a problemi con attività del NMDA. Gli scienziati di tutto il mondo studiano il recettore NMDA; alcune delle scoperte più importanti sul recettore nel corso degli ultimi tre decenni sono state fatte dagli scienziati del Vollum alla OHSU.

La composizione del recettore NMDA include "sottounità" recettrici, tutte con proprietà distinte e che agiscono in modi distinti nel cervello, causando a volte problemi neurologici. Prima dello studio di Gouaux, gli scienziati avevano solo una visione limitata di come questi sottotipi fossero organizzati nel complesso recettore NMDA e come interagivano per svolgere funzioni specifiche all'interno del cervello e del sistema nervoso centrale.

Il team di scienziati di Gouaux (Chia-Hsueh Lee, Wei Lu, Jennifer Michel, April Goehring, Juan Du e Xianqiang Song) ha creato un modello 3-D del recettore NMDA attraverso un processo chiamato «Cristallografia a raggi x». Questo processo getta fasci di raggi X a cristalli sul recettore; un computer calibra la composizione della struttura basata sul modo in cui quei fasci di raggi X fanno rimbalzare i cristalli.

Il modello 3-D risultante del recettore, che sembra qualcosa di simile a un mazzo di fiori, mostra dove si trovano le subunità del recettore, e fornisce una visione senza precedenti delle loro azioni.  "Questa nuova visione dettagliata sarà preziosa per sviluppare farmaci che potrebbero funzionare su specifiche subunità e quindi aiutare a combattere o curare alcune di queste malattie e condizioni neurologiche", ha detto Gouaux."Vedendo la struttura in modo più dettagliato è possibile svelare alcuni dei suoi segreti, e aiutare molte persone".

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La ricerca è stata finanziata da Bernard e Jennifer Lacroute e dal National Institutes of Health con il sostegno dell'Istituto Vollum. Chia-Hsueh Lee è supportato da un Brain Institute Fellowship dell'OHSU, finanziato da Ronni Lacroute.

Fonte:  Oregon Health & Science University   (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti:  Chia-Hsueh Lee, Wei Lü, Jennifer Carlisle Michel, April Goehring, Juan Du, Xianqiang Song, Eric Gouaux. NMDA receptor structures reveal subunit arrangement and pore architecture. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature13548

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