Międzynarodowy zespół naukowców, z wiodącym udziałem badaczy z Wydziału Farmaceutycznego Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego dokonał odkrycia otwierającego nowe możliwości terapeutyczne w leczeniu padaczki oraz innych schorzeń neurologicznych związanych z nadmiarem glutaminianu w mózgu.
Jak poinformowało w środę biuro prasowe UJ, wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „ACS Central Science” wydawanym przez American Chemical Society.
Według naukowców opisywane odkrycie otwiera nowe możliwości terapeutyczne w leczeniu padaczki oraz innych schorzeń neurologicznych związanych z nadmiarem glutaminianu w mózgu.
Glutaminian – wskazano – jest głównym neuroprzekaźnikiem pobudzającym w ośrodkowym układzie nerwowym i odgrywa kluczową rolę w procesach uczenia się i pamięci. Jego nadmiar może jednak prowadzić do toksycznego uszkodzenia neuronów.
W prawidłowo funkcjonującym mózgu poziom glutaminianu jest ściśle kontrolowany przez wyspecjalizowane białka transportujące. Kluczową rolę odgrywa transporter EAAT2 obecny na astrocytach, który usuwa nadmiar neuroprzekaźnika z przestrzeni międzykomórkowej. Zaburzenia jego funkcji prowadzą do nagromadzenia glutaminianu i uruchomienia procesu ekscytotoksyczności, skutkującego uszkodzeniem i ostatecznie śmiercią neuronów.
Mechanizm ten leży u podstaw wielu chorób neurologicznych i neurodegeneracyjnych, takich jak padaczka, choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, stwardnienie boczne zanikowe czy stwardnienie rozsiane.
W opublikowanym odkryciu naukowcy zastosowali innowacyjną strategię polegającą na wymianie wodoru na jego stabilny izotop – deuter. Podejście to pozwoliło na opracowanie nowej generacji pozytywnych modulatorów allosterycznych (PAMs) transportera EAAT2.
Otrzymane związki wykazały bardzo korzystne adekwatności „lekopodobne” oraz silne działanie przeciwdrgawkowe. Co szczególnie istotne, na podstawie badań elektrofizjologicznych autorzy po raz pierwszy wykazali, iż związki działające jako allosteryczne aktywatory transportera EAAT2/GLT-1 wzmacniają prądy transporterowe zarówno w astrocytach mysich (GLT-1), jak i w oocytach (EAAT2), dostarczając tym samym przekonujących dowodów potwierdzających proponowany mechanizm działania.
Prof. Krzysztof Kamiński z Katedry Chemii Farmaceutycznej UJ CM wskazał, iż wzmocnienie usuwania nadmiaru glutaminianu poprzez zwiększenie efektywności astrocytarnego transportera EAAT2 to zupełnie nowe podejście terapeutyczne, ukierunkowane nie na neurony, ale na astrocyty – komórki najważniejsze dla utrzymania prawidłowego środowiska pracy neuronów.
„Wierzymy, iż strategia ta przyczyni się do rozwoju innowacyjnych i dobrze tolerowanych terapii chorób związanych z ekscytotoksycznością glutaminianu” – dodał.
Praca powstała dzięki współpracy naukowców z Wydziału Farmaceutycznego UJ CM (Michał Abram, Marcin Jakubiec, Małgorzata Szafarz, Anna Rapacz, Szczepan Mogilski, Gniewomir Latacz, Joanna Karnafał, Krzysztof Pociecha, Elżbieta Wyska i Rafał M. Kamiński), Instytutu Farmakologii im. Jerzego Maja Polskiej Akademii Nauk, Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie oraz partnerów naukowych z Europy i Stanów Zjednoczonych: Universita degli Studi dell’Insubria, Drexel University College of Medicine, University of Utah, University of Washington School of Pharmacy. Badania były finansowane przez Narodowe Centrum Nauki. (PAP)
