L'amminoacido che fornisce il segnale di "rallentamento" al cervello può contribuire alla depressione maggiore

Aug 08, 2023

Un modello mostra come le molecole di glicina (verde acqua) interagiscono con i recettori delle cellule cerebrali chiamati GPR158 per influenzare il sistema nervoso. Le linee tratteggiate mostrano i legami idrogeno e le deboli attrazioni del campo elettrico che avviano il segnale. [Per gentile concessione del laboratorio Martemyanov presso il Wertheim UF Scripps Institute.]

I risultati della ricerca guidata dagli scienziati dell’Herbert Wertheim UF Scripps Institute for Biomedical Innovation & Technology suggeriscono che l’aminoacido glicina può inviare un segnale di “rallentamento” al cervello, probabilmente contribuendo a grave depressione, ansia e altri disturbi dell’umore in alcuni individui. persone.

Il loro studio in vitro, che ha identificato un nuovo recettore della glicina, precedentemente orfano, potrebbe fornire nuove informazioni sulla causa biologica della depressione maggiore e potrebbe accelerare gli sforzi per sviluppare nuovi farmaci ad azione più rapida per questi disturbi dell’umore difficili da trattare. , ha detto il neuroscienziato Kirill Martemyanov, PhD, autore corrispondente dello studio del team su Science. "Ci sono farmaci limitati per le persone che soffrono di depressione", ha detto Martemyanov, che presiede il dipartimento di neuroscienze dell'istituto. “La maggior parte di essi impiega settimane prima che facciano effetto, se mai lo fanno. Sono davvero necessarie opzioni nuove e migliori”.

Martemyanov e colleghi hanno riportato le loro scoperte in un articolo intitolato “Il recettore orfano GPR158 serve come recettore metabotropico della glicina: mGlyR”.

La depressione maggiore è tra i bisogni sanitari più urgenti del mondo. Il numero delle persone colpite è aumentato negli ultimi anni, soprattutto tra i giovani adulti. E poiché le spese relative alla disabilità, al numero di suicidi e alle spese mediche associate alla depressione sono in aumento, uno studio condotto dai Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie nel 2021 ha stimato il suo onere economico a 326 miliardi di dollari all’anno negli Stati Uniti.

Lo studio appena pubblicato è il risultato di anni di lavoro che non è stato specificamente progettato per trovare una causa o un trattamento per la depressione. Piuttosto, il team di Martemyanov ha posto la domanda: “In che modo i sensori sulle cellule cerebrali ricevono e trasmettono segnali alle cellule e quindi modificano l’attività delle cellule?” È stato rispondendo a questa domanda che le loro scoperte potrebbero contenere la chiave per comprendere la vista, il dolore, la memoria, il comportamento e forse molto altro ancora.

La glicina è l’amminoacido più semplice “ubiquitariamente presente in tutti i tessuti dei mammiferi”, hanno osservato gli autori. La glicina agisce come un importante neurotrasmettitore coinvolto in diversi processi fondamentali e può avere effetti sia inibitori che eccitatori. "La glicina funge da neurotrasmettitore inibitorio, ma può essere eccitatorio nello sviluppo dei neuroni." Tuttavia, il team ha inoltre sottolineato: “L’identità del recettore metabotropico che media gli effetti neuromodulatori lenti della glicina è sconosciuta. È interessante notare che hanno commentato: “La glicina ha effetti distinti sui circuiti neurali e la trasmissione glicinergica è stata implicata in condizioni patologiche, inclusa la depressione”.

I recettori accoppiati alle proteine ​​G (GPCR) svolgono "ruoli essenziali nella fisiologia e patologia neuronale e rappresentano obiettivi per lo sviluppo di farmaci", hanno spiegato ulteriormente gli autori. “Tuttavia, molti GPCR non hanno ancora ligandi endogeni identificati. I GPCR orfani possono avere il potenziale per ottenere approfondimenti sulla fisiologia e per lo sviluppo di farmaci”. Nel 2018 il team di Martemyanov ha scoperto un nuovo recettore coinvolto nella depressione indotta dallo stress. I loro studi hanno dimostrato che se i topi non avevano il gene per il recettore, chiamato GPR158, si dimostravano sorprendentemente resistenti allo stress cronico. "La soppressione genetica di GPR158 nei topi si traduce in un prominente fenotipo antidepressivo e resilienza allo stress, rendendo GPR158 un obiettivo attraente per lo sviluppo di nuovi antidepressivi", hanno affermato nel loro articolo appena pubblicato.

Ciò ha offerto una forte prova del fatto che GPR158 potrebbe essere un bersaglio terapeutico, ma cosa ha inviato il segnale? A questo punto il ligando naturale per GPR158 è rimasto sconosciuto. Una svolta è arrivata nel 2021, quando gli investigatori hanno risolto la struttura del GPR158. Ciò che videro li sorprese. Il recettore GPR158 sembrava una pinza microscopica con un compartimento, più simile a qualcosa che avevano visto nei batteri, non nelle cellule umane. E ciò che hanno visto li ha portati a ipotizzare che il recettore possa avere un ligando di amminoacidi.