Cientistas descobrem novo caminho para desenvolver antidepressivos

Atividade do canal de potássio TREK1 tem sido associada à regulação do humor e pode ser alvo para drogas com base na fluoxetina

Guillaume Sandoz (sentado) e Ehud Isacoff

 desenvolveram um ensaio fluorescente

 que lhes permitiu estudar TREK1 como um

possível alvo para antidepressivos



Usando um ensaio baseado em células fluorescentes, cientistas do Departamento de Energia (DOE), do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) e da Universidade da Califórnia (UC), nos Estados Unidos, identificaram um meio pelo qual a fluoxetina, ingrediente ativo do Prozac, suprime a atividade do canal de potássio, TREK1.

A atividade do TREK1 tem sido associada à regulação do humor e pode ser um importante alvo para drogas antidepressivas com base na fluoxetina e outros.

"Considerando que o inibidor de recaptação da serotonina mantém o mecanismo antidepressivo primário da fluoxetina, vários agentes farmacológicos têm mais de um alvo", diz Ehud Isacoff, do Berkeley Lab Biociências. "Nosso estudo mostra que a inibição da TREK1 pela fluoxetina, identificada em estudos anteriores, é acompanhada por uma desvinculação do



Canais de potássio íon TREK1, fluorescente verde

nestes neurônios cultivados,

 têm sido associados à regulação de emoções


domínio da proteína C-terminal da membrana. Esta é a primeira observação do mecanismo pelo qual o TREK1 pode ser regulado por drogas antidepressivas".

Neurônios no cérebro humano são como transistores de alta velocidade, controlando o fluxo de corrente elétrica através de canais em suas membranas pela abertura e fechamento molecular de portas que controlam o fluxo de íons através dos poros seletivos.

O TREK1 é uma das mais onipresentes dessas proteínas transmembrana, bloqueando a passagem de íons potássio através das membranas neuronais, que define a excitabilidade do neurônio.

Estudos anteriores haviam mostrado que quando o gene TREK1 é nocauteado, em ratos, os animais apresentam um fenótipo de depressão resistente que



O canal iônico TREK1 (azul) controla a passagem

íons potássio (rosa), através da

membrana plasmática (cinza) dos neurônios,

 que define a excitabilidade neuronal


imita o comportamento de ratos tratados com fluoxetina e que o antidepressivo inibe a atividade do canal TREK1. Embora esses resultados apontem para um possível papel para o canal iônico TREK1 na resposta benéfica para a fluoxetina, o mecanismo por trás dessa atividade ainda não estava claro.

"Estudar as partes diferentes da proteína de um canal iônico é um desafio enorme", diz Isacoff. "Ao longo dos anos, o meu grupo tem desenvolvido técnicas pelas quais os domínios de proteínas de canal podem ser rotulados com as tinturas fluorescentes. Rearranjos estruturais dos locais marcados no canal podem ser detectado através de alterações na fluorescência".

O estudo

Isacoff e seu grupo separaram o domínio C-terminal do resto da proteína e marcou com uma proteína verde fluorescente (GFP) - uma proteína fluorescente da água-viva, normalmente usada para pintar as células de verde para estudos biológicos. Considerando que o poro do canal iônico TREK1 é incorporado na membrana plasmática de um neurônio, o C-terminal é uma cauda curta, que se projeta para fora para o citoplasma.

Usando pinças de tensão para medir correntes elétricas através do canal e de fluorescência para monitorar a disposição do domínio C-terminal, Isacoff e seu grupo descobriram que, quando a cauda do C-terminal está totalmente ligada à membrana plasmática, o canal de potássio TREK1 abre mais; quando a cauda está desvinculada da membrana plasmática, o canal iônico tende a fechar.

"Nós descobrimos que a fluoxetina faz com que o domínio C-terminal isolado se desvincule da membrana e também provoca uma inibição da corrente do canal cheio TREK1", explica Isacoff.

O próximo passo será ver como a cauda C-terminal é afetada pela presença de fluoxetina quando a cauda ainda está ligada ao resto da proteína TREK1. Entretanto, Isacoff e sua equipe sentem que agora têm um teste valioso que pode ser usado para monitorar a associação reversível da membrana plasmática de domínios da proteína sem a necessidade de digitalização óptica de corte ou de imagem.

                                                                                                   Fonte: Isaude.net