Uobičajena aminokiselina, glicin, može da isporuči „usporeni“ signal mozgu, što verovatno doprinosi velikoj depresiji, anksioznosti i drugim poremećajima raspoloženja kod nekih ljudi, otkrili su naučnici sa Instituta za biomedicinske inovacije i tehnologije Vertheim UF Scripps.
Ovo otkriće, objavljeno u četvrtak u časopisu Science, poboljšava razumevanje bioloških uzroka velike depresije i moglo bi da ubrza napore za razvoj novih, brže delujućih lekova za takve poremećaje raspoloženja koje je teško lečiti, rekao je neuronaučnik Kiril Martemianov, dr. , dopisni autor studije.
„Većina lekova za ljude sa depresijom traje nedeljama pre nego što se aktiviraju, ako uopšte rade. Nove i bolje opcije su zaista potrebne“, rekao je Martemjanov, koji predsedava odeljenjem za neuronauku na institutu u Jupiteru.
Teška depresija je među najhitnijim zdravstvenim potrebama na svetu. Poslednjih godina njihov broj je porastao, posebno među mladim odraslima. Kako su invaliditet depresije, broj samoubistava i medicinski troškovi porasli, studija američkih centara za kontrolu i prevenciju bolesti iz 2021. godine stavila je njen ekonomski teret na 326 milijardi dolara godišnje u Sjedinjenim Državama.
Martemianov je rekao da su on i njegov tim studenata i postdoktorskih istraživača proveli mnogo godina radeći na ovom otkriću. Nisu nameravali da pronađu uzrok, a još manje mogući put lečenja depresije. Umesto toga, postavili su osnovno pitanje: Kako senzori na moždanim ćelijama primaju i prenose signale u ćelije? U tome leži ključ za razumevanje vida, bola, pamćenja, ponašanja i možda još mnogo toga, sumnjao je Martemjanov.
„Neverovatno je kako ide osnovna nauka. Pre petnaest godina otkrili smo vezujućeg partnera za proteine za koje smo bili zainteresovani, što nas je dovelo do ovog novog receptora“, rekao je Martemjanov. „Razmotavali smo ovo sve ovo vreme.“
Godine 2018. tim Martemjanova je otkrio da je novi receptor uključen u depresiju izazvanu stresom. Ako miševima nedostaje gen za receptor, nazvan GPR158, pokazali su se iznenađujuće otpornim na hronični stres.
To je ponudilo jake dokaze da bi GPR158 mogao biti terapeutska meta, rekao je on. Ali šta je poslalo signal?
Proboj je došao 2021. godine, kada je njegov tim rešio strukturu GPR158. Ono što su videli iznenadilo ih je. GPR158 receptor je izgledao kao mikroskopska stezaljka sa pregradom – slično nečemu što su videli u bakterijama, a ne u ljudskim ćelijama.
„Lajali smo na potpuno pogrešno drvo pre nego što smo videli strukturu“, rekao je Martemjanov. „Rekli smo: ‘Vau, to je receptor za aminokiseline. Ima ih samo 20, pa smo ih odmah pregledali i samo jedan se savršeno uklapao. To je bilo to. Bio je to glicin.“
To nije bila jedina čudna stvar. Signalni molekul nije bio aktivator u ćelijama, već inhibitor. Poslovni kraj GPR158 povezan je sa partnerskim molekulom koji pogađa kočnice, a ne akcelerator kada je vezan za glicin.
„Obično receptori kao što je GPR158, poznati kao G protein Coupled Receptors, vezuju G proteine. Ovaj receptor je vezivao RGS protein, koji je protein koji ima suprotan efekat aktivacije“, rekao je Thibaut Laboute, doktor nauka, postdoktorski istraživač iz grupe Martemjanova i prvi autor studije.
Naučnici su decenijama katalogizirali ulogu ćelijskih receptora i njihovih signalnih partnera. Oni koji još uvek nemaju poznate signalizatore, kao što je GPR158, nazvani su „receptorima siročadi“.
Ovo otkriće znači da GPR158 više nije receptor siroče, rekao je Laboute. Umesto toga, tim ga je preimenovao u mGliR, skraćeno za „metabotropni receptor glicina“.
„Receptor siroče je izazov. Želite da shvatite kako funkcioniše“, rekao je Laboute. „Ono što me zaista uzbuđuje u vezi sa ovim otkrićem je to što je možda važno za živote ljudi. To je ono što me budi ujutru.“
Laboute i Martemianov su navedeni kao pronalazači na patentnoj prijavi koja opisuje metode za proučavanje aktivnosti GPR158. Martemianov je suosnivač Blueshield Therapeutics, startap kompanije koja teži GPR158 kao meti za lek.
Sam glicin se prodaje kao dodatak ishrani koji se naplaćuje kao poboljšanje raspoloženja. To je osnovni gradivni blok proteina i utiče na mnoge različite tipove ćelija, ponekad na složene načine. U nekim ćelijama šalje signale za usporavanje, dok u drugim tipovima ćelija šalje ekscitatorne signale. Neke studije povezuju glicin sa rastom invazivnog raka prostate.
Potrebno je više istraživanja da bi se razumelo kako telo održava pravu ravnotežu mGliR receptora i kako utiče na aktivnost moždanih ćelija, rekao je on. Namerava da to nastavi.
„Nama su očajnički potrebni novi tretmani za depresiju“, rekao je Martemjanov. „Ako ovo možemo da ciljamo nečim konkretnim, logično je da bi to moglo pomoći. Sada radimo na tome.“
