Gli scienziati hanno usato un composto trovato in un arbusto originario dell'Africa per rivelare le tre forme principali del trasportatore della serotonina, una proteina nel cervello legata all'ansia e alla depressione.

Utilizzando la microscopia crioelettronica, gli scienziati hanno esaminato il legame proteico con l'ibogaina, un alcaloide che altera la funzione cerebrale e si trova naturalmente nell'iboga arbustiva. Usando l'ibogaina, i ricercatori rivelano la struttura del trasportatore della serotonina nella sua forma aperta verso l'esterno, forme chiuse e aperte verso l'interno.

La scoperta pubblicata oggi sulla rivista Natura .

"Significa che possiamo indirizzare diversi stati del trasportatore per modulare la sua attività, ", ha affermato l'autore senior Eric Gouaux, dottorato di ricerca, scienziato senior presso l'OHSU Vollum Institute di Portland, Oregon, e un investigatore con l'Howard Hughes Medical Institute. "Apre nuove idee su come si potrebbero inventare nuove molecole da legare al trasportatore".

Nel descrivere il meccanismo di funzionamento della proteina con l'ibogaina, i co-autori hanno affermato di aspettarsi che la scoperta possa aprire la porta allo sviluppo di farmaci che interrompano la dipendenza senza le proprietà allucinogene e altre proprietà pericolose dell'ibogaina.

"C'è un reale bisogno di sviluppare molecole che abbiano queste proprietà anti-assuefazione, ", ha detto il co-autore Jonathan Coleman, dottorato di ricerca, un ricercatore presso l'OHSU Vollum Institute.

Nel 2016, Gouaux ha guidato un team che per primo ha rivelato la struttura del trasportatore della serotonina, che ha fornito nuove informazioni su come gli antidepressivi citalopram e paroxetina, due degli inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina più ampiamente prescritti, o SSRI, interagiscono con e inibiscono il trasporto di serotonina.

Influenzare praticamente tutti i comportamenti umani, la serotonina regola l'attività del sistema nervoso centrale e i processi in tutto il corpo, dalla funzione cardiovascolare alla digestione, temperatura corporea, endocrinologia e riproduzione. Il trasportatore della serotonina agisce come una pompa molecolare per la serotonina, riciclare il neurotrasmettitore in seguito alla segnalazione neuronale. La serotonina modella i processi neurologici compreso il sonno, umore, cognizione, dolore, fame e aggressività.

Il nuovo studio estende questo lavoro innovativo mostrando le principali conformazioni del trasportatore, o forme. Il National Institute for Drug Abuse of the National Institutes of Health ha fornito ai ricercatori ibogaina, che è una sostanza controllata dalla Tabella 1 strettamente regolamentata dalla legge degli Stati Uniti.

"La maggior parte dei farmaci antidepressivi si lega alla conformazione aperta verso l'esterno, e il nostro studio mostra che l'ibogaina può legarsi allo stato interiore, ", ha affermato il co-autore Dongxue Yang, dottorato di ricerca, un ricercatore nel laboratorio di Gouaux.

"Fornisce molte più strade per progettare piccole molecole con proprietà anti-assuefazione, " ha aggiunto Coleman.

Cryo-EM consente agli scienziati di visualizzare le molecole con dettagli quasi atomici, tuttavia il lavoro precedente si è concentrato su proteine ​​relativamente grandi. Questa è una delle molecole più piccole ad essere rivelata così chiaramente attraverso la crio-EM.

"Questo è un enorme sviluppo per la scienza biomedica, " Disse Gouaux. "Cinque anni fa, la gente avrebbe detto che era impossibile".