Pētījums ar pelēm atklāj zāles, lai uzlabotu atmiņu
Pētnieki pētīja veidu, kā šūnas reaģē uz bioloģisko stresu. Tas pats bioķīmiskais ceļš, uz kuru molekula darbojas, kādu dienu varētu būt domāts cilvēkiem, lai uzlabotu atmiņu, norāda pētījuma vecākais autors Pēteris Valters.
Molekulas atklājums un turpmāko atmiņas testu rezultāti ar pelēm tika publicēti eLife, tiešsaistes zinātnisks brīvpieejas žurnāls.
Vienā atmiņas pārbaudē parastās peles pēc spēcīgas ķīmiskās vielas injekcijas varēja pārvietot iegremdēto platformu apmēram trīs reizes ātrāk nekā peles, kuras saņēma fiktīvas injekcijas.
Peles, kuras saņēma ķīmisko vielu, arī labāk atcerējās norādes, kas saistītas ar nepatīkamiem stimuliem - tāda veida baiļu kondicionēšanu, kas varētu palīdzēt pelei izvairīties no upurēšanas.
Pētījums, šķiet, norāda, ka atmiņas attīstībā var būt iesaistīti daži pretin intuitīvi procesi.
Konkrēti, secinājumi liecina, ka, neskatoties uz to, ka, šķiet, ir vislabāko bioķīmisko mehānismu nozīme atmiņas jaudas palielināšanai, šķiet, ka evolūcija tos nav nodrošinājusi, sacīja Valters.
“Šķiet, ka evolūcijas process nav optimizējis atmiņas konsolidāciju; pretējā gadījumā es nedomāju, ka mēs to būtu varējuši uzlabot, kā to darījām pētījumā ar normālām, veselām pelēm, ”teica Valters.
Atmiņu veicinošā ķīmiskā viela tika izdalīta starp 100 000 ķīmisko vielu. Vielas tika pārbaudītas, lai pārbaudītu to spēju traucēt aizsargājošo bioķīmisko ceļu šūnās, kas tiek aktivizēts, kad šūnas nespēj sekot līdzi vajadzībai salocīt olbaltumvielas savās darba formās.
Tomēr UCSF pēcdiploma kolēģe Carmela Sidrauski, PhD, atklāja, ka ķīmiskā viela šūnā darbojas ārpus bioķīmiskā ceļa, kas aktivizē šo nesatricināto olbaltumvielu reakciju, lai plašāk ietekmētu tā saukto integrēto stresa reakciju.
Šajā atbildē vairāki bioķīmiskie ceļi saplūst vienā molekulārajā linčā, olbaltumvielā, ko sauc par eIF2 alfa.
Zinātnieki ir zinājuši, ka dažāda veida šūnu stress organismos, kuru sarežģītība ir no rauga līdz cilvēkam, - nesalocītu olbaltumvielu atlikums, DNS bojājoša UV gaisma, aminoskābju celtniecības bloku trūkums, kas nepieciešami olbaltumvielu, vīrusu infekcijas, dzelzs ražošanai deficīts - iedarbina dažādus enzīmus darboties lejup pa straumi, lai izslēgtu eIF2 alfa.
"Cita starpā eIF2 alfa inaktivācija ir atmiņas konsolidācijas bremzēšana," teica Valters - iespējams, evolucionāras sekas tam, ka šūna vai organisms labāk spēj pielāgoties citādi.
Izslēdzot eIF2 alfa, tiek samazināta vairuma olbaltumvielu ražošana, daži no tiem var būt nepieciešami atmiņas veidošanai, sacīja Valters. Bet eIF2 alfa inaktivācija palielina arī dažu galveno olbaltumvielu ražošanu, kas palīdz šūnām tikt galā ar stresu.
Pētījuma līdzautors Makgila universitātes doktors Nahums Sonenbergs, iepriekš saistījis atmiņu un eIF2 alfa peles ģenētiskajos pētījumos, un viņa laboratorijas grupa arī veica atmiņas testus pašreizējam pētījumam.
UCSF pētnieku identificēto ķīmisko vielu sauc par ISRIB, kas nozīmē integrētu stresa reakcijas inhibitoru. ISRIB novērš eIF2 alfa inaktivācijas sekas šūnu iekšienē, atklāja pētnieki.
"ISRIB uzrāda labas farmakokinētiskās īpašības [kā zāles uzsūcas, izplatās un izvadās], viegli šķērso asins-smadzeņu barjeru un nerada acīmredzamu toksicitāti pelēm, kas padara to ļoti noderīgu pētījumiem ar pelēm," teica Valters.
Šīs īpašības arī norāda, ka ISRIB varētu kalpot par labu sākumpunktu cilvēku zāļu attīstībai, uzskata Valters.
Valters teica, ka viņš meklē zinātniekus, ar kuriem sadarboties jaunos izziņas un atmiņas pētījumos neirodeģeneratīvo slimību un novecošanas peļu modeļos, izmantojot ISRIB vai ar to saistītās molekulas.
Turklāt tādām ķīmiskām vielām kā ISRIB varētu būt nozīme cīņā pret vēzi, kuras izmanto stresa reakcijas, lai veicinātu viņu pašu izaugsmi, sacīja Valters.
Pamata līmenī, Valters teica, ka viņš un citi zinātnieki tagad var izmantot ISRIB, lai uzzinātu vairāk par nesadalītās olbaltumvielu reakcijas un integrētās stresa reakcijas lomu slimībās un normālā fizioloģijā.
Avots: Sanfrancisko universitāte
