Новости химической науки > Построение карты рецепторов в мозгу

Исследователи из США и Германии разработали новые соединения, которые распознают белки мозга, связанные с серьезными неврологическими заболеваниями, и связываются с ними. Выступая в качестве маркеров, эти соединения усиливают контрастность сканов магнитно-резонансной томографии (МРТ) и позволяют определить расположение рецепторов.

Белки-рецепторы на поверхности клеток мозга взаимодействуют со специфическими химическими веществами, в результате чего возникает нейронный отклик. Глутаматный рецептор – N-метил-D-аспартат [N-methyl-D-aspartate (NMDA)] играет ключевую роль в памяти, обучении и передаче нервных импульсов. Неправильная регуляция или чрезвычайная стимуляция рецепторов NMDA может быть связана с болезнями Паркинсона и Альцгеймера. Нейробиологи и физиологи пытаются определить эту связь на молекулярном уровне, однако существующие методы диагностики и визуализации нейронных связей пока еще относительно грубы.

Рисунок из Chem. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3sc50903f

Дэвид Паркер (David Parker) и Анураг Мишра (Anurag Mishra) из Университета Дарема синтезировали целый ряд новых контрастов для МРТ, который могут визуализировать рецепторы NMDA in vitro, что позволяет построить карту расположения этих рецепторов в режиме реального времени. С помощью двух независимых методов – МРТ и оптической микроскопии исследователи подтвердили, что полученные ими соединения селективно связываются с рецепторами NMDA на поверхности мозговых клеток, а также то, что это связывание обратимо. Последнее обстоятельство наглядно показывает, что новые аналитические пробы могут реагировать на изменение содержания глутамата в ходе нервной деятельности. Паркер подчеркивает, что разработка предлагает способ рассмотреть химические процессы, протекающие в мозге, на молекулярном уровне.

Исследователи подчеркивают, что оценка эффективности работы новых контрастов in vitro является первым шагом на пути к пониманию взаимосвязи между работой пораженных рецепторов и неврологическими расстройствами.

Рэвиндер Рэдди (Ravinder Reddy) из Университета Пенсильвании отмечает, что новый метод можно будет использовать для анализа функций плотности рецепторов NMDA в нейроне, что является важной проблемой нейробиологии, однако он подчеркивает, что это лишь первый шаг на пути к расшифровке молекулярных основ неврологических расстройств. Конечная цель заключается в возможности измерения активности нейронов и определения плотности рецепторов NMDA in vivo, на примере настоящего мозга.

Паркер с коллегами представляет все трудности, с которыми можно будет столкнуться при переходе от модельных систем к реальному мозгу, включая проблемы не только технического, но и этического характера, однако испытывают сдержанный оптимизм по поводу реализации такой возможности, говоря о том, что уже сделан первый шаг в верном направлении, а новые системы могут стать основой для глубокого зондирования активности мозга.

Источник: Chem. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3sc50903f

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #молекулярная биология