Gli scienziati della USC hanno sviluppato un nuovo strumento per modificare l'attività cerebrale e la memoria in modo mirato, senza l'aiuto di farmaci o sostanze chimiche.
La proteina GFE3 può aiutare i ricercatori mappando le connessioni del cervello e facendo capire meglio come le sinapsi inibitorie vadano a modulare la funzione del cervello, ha detto l'autore Don B. Arnold, un professore di scienze biologiche alla USC Dornsife Collegio di Lettere, Arti e delle Scienze. Tale proteina può anche consentire loro di controllare l'attività neurale e portare a progressi nella ricerca per malattie o condizioni che vanno dalla schizofrenia alla dipendenza da cocaina, ha affermato ancora Arnold.
La proteina può essere codificata nei genomi animali facendo spegnere in modo efficace le sinapsi inibitorie - connessioni tra i neuroni - aumentando la loro attività elettrica.
"GFE3 sfrutta una piccola struttura conosciuta e notevole delle proteine all'interno del cervello", ha detto Arnold. La proteina si avvale di un processo intrinseco - il ciclo che il cervello compie per degradare e sostituire le proteine. La maggior parte delle proteine cerebrali durano solo un paio di giorni prima di essere attivamente degradate e sostituite da nuove proteine. GFE3 si rivolge a proteine che tengono unite le sinapsi inibitorie a questo sistema degradazione e, di conseguenza, le sinapsi cadono a pezzi.
"Piuttosto che avere una cellula capace di decidere quando una proteina deve essere degradata, noi possiamo dirottare il processo", ha detto Arnold.
Per lo studio pubblicato sulla rivista Nature Methods il 6 giugno, il team di scienziati ha studiato l'effetto della proteina su topi e pesci. I ricercatori hanno scoperto che la proteina GFE3 innesca i neuroni a lavorare sui due lati opposti della colonna vertebrale, generando movimenti scoordinati.
In precedenza, i farmaci utilizzati per inibire le sinapsi inibitorie del cervello, per esempio le benzodiazepine,trattano l'ansia, insonnia o convulsioni. Ma i farmaci inibiscono tutte le celle in una zona particolare, non solo i neuroni che sono il bersaglio designato. "Purtroppo, le cellule che sono molto diverse tra loro e che hanno anche funzioni opposte tra loro tendono ad essere una accanto all'altra nel cervello, ha detto Arnold.
"In tal modo, gli esperimenti farmacologici sono particolarmente difficili da interpretare. Per la codifica GFE3 all'interno del genoma, siamo in grado di indirizzare e modulare le sinapsi inibitorie di cellule specifiche senza influenzare altre cellule che hanno funzioni diverse."
