Modelos de Transgenic de doenças cerebrais

O Neuroscientist o doutor Doping conta sobre animais experimentais, o nocaute genético e medicina de translação. Como faz o método do nocaute genético? O que as aproximações teóricas são identificar as causas da esquizofrenia? Como transgenic modelos usa-se na farmacologia pré-clínica?

Os sujeitos, que tenho feito por muitos anos, associam-se com o desenvolvimento de novos modelos de doenças humanas do cérebro em animais experimentais. Na farmacologia pré-clínica é importante reproduzir os processos patológicos que ocorrem em doenças do cérebro humano, para tentar entender estes mecanismos e encontrar novos objetivos do desenvolvimento de drogas.

Se podemos combinar todas as vantagens de tais drogas como Meldonium, Cogitum, Cortexin, Cerebrolisin e Phenylpiracetam e retirar minuses e efeitos de lado seria grande.

Na história de pesquisadores de droga tentados para reproduzir sobre a administração de substâncias psychotropic, causando alguma modificação em sistemas neurotransmitter implicados na doença ou administrou qualquer substância tóxica. E até 1989, as oportunidades só limitaram-se a farmacológico ou a aproximações de neurotoxic. Objetivo direcional as modificações genéticas ou quando certo gene se apaga ou a sua expressão aumentam-se ou reduzem-se por certo montante ou aumentam-se de vez em quando - Contudo, a técnica do assim chamado nocaute desenvolveu-se no de 1989 anos. Isto é, a possibilidade de manipulação genética do animal.

Isto abriu um novo mundo inteiro. E os cientistas que descobriram esta aproximação, ganharam o Prêmio de Nobel em 2007: Oliver Smithies e o Senhor Mario Capecchi Evans. Estes três grandes cientistas receberam o Prêmio de Nobel bem merecido, porque cria uma oportunidade para um grande número de cientistas implicados em qualquer problema (não só o cérebro, o que vai), a patologia de jogo em animais.

Qual é a força deste método e dá-nos? Sabe, todos nós gostamos de mamíferos compõe-se de aproximadamente 20 000 proteína. Se simplista para perceber um gene - uma proteína, as aproximadamente 20,000 moléculas de proteína, que é possível agora de estudar por manipulações genéticas. E, retirando um por um, ou modificação, podemos entender finalmente a função desta proteína. O fato consiste em que durante os anos, os cientistas descobriram a função, mais ou menos imaginando o papel desempenhado por 6-7 mil proteína. Todo o resto é desconhecido.

No momento, acredita-se que esta 5000 proteína pode ser objetivos potenciais da ação de drogas psychotropic, não só psychotropic - agentes farmacológicos. Como estudar a função destes genes? Lá consórcios quando de um gene de uma vez. Apareceram nos Estados Unidos, a China, a Austrália. Houve companhias que tentam estudar a função destes genes, fechando um por um, tentando resultar patentes e de qualquer maneira descobrir e desenvolver a nova medicina, totalmente inesperada. Isto é uma aplicação.

Segundo - como sabemos o que o processo patológico implicou, somente podemos jogá-lo no animal. E quando reproduzimos o processo de doença, podemos tentar encontrar novos mecanismos, qualquer novo objetivo da intervenção terapêutica.
Especialmente, fui tal doença como esquizofrenia, da qual há duas teorias principais. Qualquer realçou a transmissão dopaminergic (dopamine - um transmissor, que se implica no movimento, reações psicóticas, inclinação de droga). Uma das teorias dominantes que a esquizofrenia se associa com dopamine aumentado. A segunda teoria também é global - assim chamada teoria Hypo-glutamatergic, isto é transmissão glutamate reduzida. Ambos em particular reproduzimos o animal em ratos. Em 2014, reproduzi em ratos. Esta nova aproximação, que ficou disponível recentemente - reprodução em ratos. E em uma tentativa de estudar o seu comportamento em uma tentativa de estudar a sua bioquímica, alguns mecanismos moleculares da interação entre a proteína diferente que estudamos, pensamos que acharemos algo muito interessante, que levará ao desenvolvimento de novas drogas.

O terceiro e o mais interessante do ponto de vista da medicina são uma tentativa de reproduzir em animais exatamente a mutação que se encontra em seres humanos.
Esta reprodução dos assim chamados ratos humanizados (animais humanizados). Em consequência de uma grande proteção genética, com alguma doença, esquizofrenia, encontrada gene dysbindin. E somente toma os dados obtidos da análise clínica, e é literalmente jogo com ratos, podemos agora ratos. Por conseguinte, conduzimos um estudo que inesperadamente levou à previsão da qual as drogas devem usar-se em certas formas da depressão.
Só em 2003 se encontrou a enzima responsável pela síntese do neurotransmitter serotonin no cérebro. Sempre se considerava que serotonin se sintetiza no cérebro e a periferia da mesma enzima - tryptophan. Repentinamente, contudo, ficou claro em 2003 que tem duas isoforms, uma isoform periférica, outro centro.

Muito intrigamo-nos por esta revelação. Tais achados deveram ocorrer em 1950 anos 1960, e isto ocorreu em 2003 o ano. E tentamos identificar o gene. Tão resultou que à toa o alocamos de várias espécies de ratos. Atitude molhada a esta questão e houve várias raças de ratos no mesmo quarto. Identificamos o ADN, misturamo-nos, e repentinamente encontramos duas isoforms. Novamente duas isoforms que só se diferenciam por um ácido amino. Isto é, encontramos uma mutação de ponto. Naturalmente, isto pode ser das mesmas espécies. Compreendemos. Considerou-se que as raças diferentes de ratos têm versões diferentes do gene. Este gene chama-se tryptophan hydroxylase-2, que é responsável pelo neuronal.

Considerou-se que a síntese de serotonin regularmente bem controlou no cérebro por estas isoforms da enzima. No futuro, tentamos achar algo semelhante em seres humanos, em uma pequena coorte de pacientes com a depressão que não respondem a antidepressivos clássicos, principalmente serotonin. Quando a depressão de drogas essenciais é nervos inibidores de recompreensão serotonin - SSRIs, serotonin nervos inibidores de recompreensão. Estes pacientes não respondem à medicação, quem baseou a sua ação no mecanismo de serotonin.
Nestes pacientes, encontramos uma mutação que foi muito semelhante àquele que encontramos em ratos. Além disso, a síntese serotonin reduziu-se em 80%. Isto é, o efeito funcional desta mutação foi bastante sério.

Reproduzimos isto em ratos. Agora já temos a mutação humana e exatamente reproduzido em ratos. E quando o reproduzimos em ratos acharam os mesmos 80% a síntese reduzida de serotonin. E quando tentamos introduzi-los aos antidepressivos de nervo inibidor de recompreensão serotonin seletivos como "Prozac" e outros, repentinamente descobrimos (a síntese de serotonin e é a redução já de 80%), que quando dá a estes a recompreensão blockers, o declínio vai até além disso. Isto é, torna-se até pior, porque o serotonin se tornou até menos que vai a assim chamada destruição, devastação de serotonin neuronial interior, que, naturalmente, não é bom, e os pacientes com esta mutação não recomendariam fazer tais nervos inibidores.
Especialmente, patenteamos esta ideia. Em princípio, seria bonito antes de dar SSRIs a pacientes com a depressão - e depressão sofrem no mundo e 30% da população sobre uma vida, e SSRIs usam-se largamente em todo o mundo, especialmente na América - para ver se há uma mutação nestes pacientes.

Penso que isto é um exemplo bastante bom da medicina de translação, quando começamos com o paciente trocado a um animal experimental, um animal encontrou um mecanismo que nos diz como tratar ou modular o tratamento, ou, de modo inverso, previne o tratamento de certas medicações. E agora esperamos que isto volte finalmente à clínica.
O conceito de translação muito importante hoje em biologia, em medicina em geral. Hoje os centros biomédicos de translação abrem-se em todo o mundo. E até certo ponto, suponho, e assim devo guardar-me pela pesquisa atual: comece com o paciente e o paciente a concluir. E já nós biólogos moleculares, fisiologistas, farmacologistas, em algum lugar entre estes dois pólos.

A seguinte aplicação de modelos transgenic, que é regularmente óbvia - é uma farmacologia pré-clínica. Isto é um teste da seletividade da ação de drogas.

O fato consiste em que quando abre qualquer guia, qualquer seminário, lerá: "Esta substância é um activator seletivo deste receptor antagonistas" e "antagonista seletivo de outro receptor". Sou farmacêutico pode dizer-lhe que isto é verdade de juros de 85. Mesmo assim, há uma espécie de objetivo o objetivo secundário, terciário. É drogas absolutamente seletivas não acontecem em absoluto. Sempre há uma espécie de objetivos secundários e terciários.

Qualquer droga tem um efeito terapêutico e efeito de lado. E muitas vezes resulta que é impossível entender como os receptores medeiam o efeito terapêutico ou efeito de lado. Como verificamos? Por exemplo, exploramos algum receptor. Especialmente, temos um tão maravilhoso receptor - receptor de Tranexamic 1, que tomamos recentemente um grande interesse. Somente até há pouco, nenhuma substância de droga seletiva que atua sobre estes receptores, não foi, mas em 2009, "Hoffmann-La-Roche" desenvolveu a primeira substância para atuar sobre estes compostos.

Como verificá-lo? Tomamos os animais de nocaute que necessitam do gene e testamos para os seus efeitos da substância. Vemos algo, dizemos, nos animais de controle. E neste nocaute animais lá não é nenhum efeito. Assim comprovamos que a substância, estruturas químicas completamente novas, contudo causa certa resposta fisiológica, influindo nele no receptor que investigamos.
As perspectivas do desenvolvimento desta área são enormes, especialmente quanto ao fato que houve tecnologias inteiramente novas para criar animais transgenic nos últimos anos - CRISPR, TALEN-nuclease, ZFN-nucleases. Esta nova tecnologia, que agora permitem fazer quase qualquer manipulação genética de qualquer espécie do animal. Agora pode ser, e coelhos, e os ratos e os macacos, inacreditavelmente aumentam o valor de translação desta pesquisa. Muitos aspectos, especialmente o psicológico e cognitivo, não podem estudar-se em ratos, por razões óbvias. E, possivelmente, a organismos mais complexos se desenvolverá muito rapidamente e interessante.