Depresyonun Köklerini Araştırmak İçin Küçük Proteinleri Etiketleme
Araştırmacılara göre, elde edilmesi neredeyse on yıl alan bu yetenek, serotonin düzenlemesini yeni bir düzeyde incelemeyi mümkün kılıyor; bu, serotoninin ruh hali, iştah ve uykunun düzenlenmesinde oynadığı kilit rol nedeniyle önemli.
Bilim adamlarının başarıyla etiketlediği düzenleyici protein, serotonin taşıyıcısı olarak bilinir. Sinirin dış yüzeyini oluşturan zardan geçerek hücre gövdesine serotonin moleküllerini emen ve diğer hücrelerdeki serotonin hedef reseptörlerinden uzaklaşarak hücre etrafındaki alandaki serotonin konsantrasyonunu düzenleyen bir elektrikli süpürge gibi davranır.
Araştırmacılar, serotonin taşıyıcılarının önemli bir araştırma konusu olduğunu çünkü Prozac, Paxil ve Lexapro dahil olmak üzere depresyon tedavisinde kullanılan en yaygın ilaçların hedefi olduklarını belirtti.
Araştırmayı Randy Blakely, Ph.D. ile birlikte yöneten Jack ve Pamela Egan Kimya Bölümü Başkanı Sandra Rosenthal, "Ruh sağlığıyla ilgileniyorsanız, serotonin taşıyıcıları ideal bir konudur" dedi. Allan D. Bass Farmakoloji ve Psikiyatri Profesörü.
Araştırmacılar, serotonin taşıyıcı düzenlemesiyle ilgili sorunların otizmde de rol oynadığını belirtti. İki yıl önce, Blakely ve genetikçi James Sutcliffe, serotonin taşıyıcı proteininde, taşıyıcının otizmli kişilerde "aşırı aktif" hale gelmesine neden olan çok sayıda değişikliğin keşfini bildirdi.
Son zamanlarda, Blakely ve Jeremy Veenstra-VanderWeele, M.D., bu yüksek işlevli taşıyıcılardan birini ifade eden farelerin, otizmli çocuklarda görülen değişikliklere benzeyen çoklu davranış değişiklikleri sergilediğini bildirdi.
Bilim adamlarına göre, bu taşıyıcıların nasıl çalıştığını anlama girişimleri, davranışlarını incelemenin zorluğuyla sınırlı kaldı.
Etiketleme tekniğini geliştiren kimya yüksek lisans öğrencisi Jerry Chang, "Geçmişte, taşıyıcı moleküllerin belirli bir zamandaki konumunu gösteren anlık görüntülerle sınırlı kaldık," dedi. "Artık hücrelerin yüzeyindeki hareketlerini gerçek zamanlı olarak takip edebiliyor ve hareketlerinin serotonin alım aktivitesiyle nasıl ilişkili olduğunu görebiliyoruz."
Araştırmacıların kullandığı floresan etiketler, kadmiyum ve selenyum karışımından yapılmış kuantum noktaları adı verilen nano ölçekli boncuklardır. Araştırmacılar, boncuklar etiketledikleri proteinlerden yalnızca biraz daha büyük: Bir insan saçının genişliğini kaplamak için 10.000'i bir araya getirmeniz gerekecek.
Kuantum noktaları yandığında renkli ışık yayar ve boyutlarındaki küçük değişiklikler farklı renklerde parlamalarına neden olur. Araştırmacılardan biri, Ian D. Tomlinson, Ph.D., bir uçta kuantum noktasına bağlanan ve diğer ucunda serotonin taşıyıcısına bağlanan bir ilaç türevine bağlanan özel bir moleküler ip geliştirdi.
Bu kuantum noktalarını içeren bir karışım, kültürlenmiş sinir hücreleri ile inkübe edildiğinde, ilaç taşıyıcıya bağlanır. Protein etrafta hareket ederken, bir ipte bir balon tutan bir çocuk gibi kuantum noktasını arkasına sürüklüyor, diye açıkladı. Alan aydınlatıldığında, kuantum noktaları mikroskopta renkli ışık noktaları olarak görünür.
Yeni prosedürlerini kullanmaya başlayan araştırmacılar, serotonin salgılayan sinir hücresinin uzantılarına baktılar. Araştırmacılar, önceki araştırmalardan, taşıyıcıların bu uzantıların kolesterolden zengin kısımlarında yoğunlaşacağından şüpheleniyorlardı, standart yaklaşımlarla çözünürlük seviyesi orada ne yaptıklarına dair herhangi bir ipucu sağlamak için yetersizdi.
Kuantum nokta çalışmaları, iki farklı taşıyıcı olduğunu gösterdi: zarın etrafında serbestçe dolaşabilenler ve hareket edemiyormuş gibi davrananlar. Hareketsiz taşıyıcıların sallarda bulunduğunu buldular.
Hücreyi taşıyıcı aktivitesini arttırması için uyardıklarında, olanlara şaşırdılar. Rosenthal, "Sallardaki taşıyıcıların çok daha hızlı hareket etmeye başladığını, ancak diğer popülasyonun hareketinin hiç değişmediğini gördük" dedi.
Harekete geçirilmiş taşıyıcılar salları terk etmediklerinden, sanki normalde onları bastırılmış halde tutan zincirlerden salıverilmiş gibi, kapalı bir bölme içinde geziniyor gibi görünüyorlar. Bu gözlemler, iki popülasyonun farklı düzenleyici yollarla kontrol edildiğinin muhtemel olduğunu göstermektedir.
Blakely, "Taşıyıcı düzenlemesinin gerçekte gerçekleşmesini izleyebildiğimize göre, bağlayıcı proteinlerin kimliğini ve bu proteinlerin buna yanıt verdiği sinyalleri, taşıyıcıların düşük ve yüksek aktivite seviyeleri arasında gidip gelmesine izin verdiğini anlayabilmeliyiz" dedi.
"Şu anda, antidepresan ilaçların klinik bir fayda sağlamak için beynin serotonin taşıyıcılarını tamamen kapatması gerekiyor," diye ekledi ve bunun mide bulantısı, kilo alımı, cinsel sorunlar, yorgunluk ve uyuşukluk gibi bir dizi hoş olmayan yan etkiye yol açabileceğini belirtti.
"Serotonin taşıyıcı aktivitesini doğal olarak yukarı ve aşağı çeviren temel mekanizmaları anlayarak, belki daha hafif yan etkiler üreten ve daha da büyük etkinliği olan ilaçlar geliştirebiliriz" dedi. "Gözlerimiz aynı zamanda normal serotonin taşıyıcıları ile öğrendiklerimizi otizmli çocuklarda bulduğumuz hiperaktif taşıyıcıların anlayışına aktarmaya odaklanıyor."
Kaynak: Vanderbilt Üniversitesi
