Obrazowanie fluorescencyjne w odkrywaniu leków
Receptory dopaminowe regulują liczne funkcje takie jak pamięć, uwaga i przyjmowanie pokarmu. Układ dopaminergiczny jest również zaangażowany w różne neurologiczne schorzenia takie jak schizofrenia i choroba Parkinsona. Niezwykle ważne jest wyjaśnienie molekularnych mechanizmów oddziaływań między receptorami dopaminowymi. Uczestnicy finansowanego przez UE projektu GPCR-LGIC COUPLING (Interactions between G-protein Coupled Receptors and Ligand Gated Ion Channels) postanowili wyjaśnić fizyczne oddziaływanie trzech najważniejszych receptorów dopaminowych, tzn. receptorów adenozynowych A2A, dopaminowych D2 i N-metylo-D-asparaginowych (NMDA). Poprzez wiązanie neuroprzekaźnika, dopaminy, receptory formują homodimery lub heterodimery i aktywują białka G, które z kolei przekazują sygnał w obrębię komórki. Do obrazowania takich procesów naukowcy użyli fluorescencyjnego rezonansu przeniesienia energii (FRET). Wyznakowali te receptory w żywych komórkach zielonym lub czerwonym fluoroforem i użyli skanującego laserowego mikroskopu konfokalnego do obserwacji ich oddziaływań. Konsorcjum uzyskało szczegółowe obrazy lokalizacji receptorów dopaminowych i ich umiejscowienia względem innych receptorów. Odkryto, że receptory NMDA oddziałują z receptorami A2A lub D2R, lecz nie z heterodimerem A2A-D2R. Bazujący na fluorescencji model żywej komórki został również użyty do badań przesiewowych wpływu leków przeciwpsychotycznych. Przetestowano licznych agonistów A2AR oraz D2R pod kątem wpływu na dimeryzację receptorów. Podawanie jednego szczególnego leku powodowało rozmieszczenie A2AR w obrębie komórki, równoznaczne ze zwiększoną syntezą receptora lub nagromadzeniem w pęcherzykach endocytarnych. Choć wymagane są dalsze doświadczenia, aby ostatecznie określić mechanizm działania leku, metoda FRET wykazała wystarczającą czułość do badań przesiewowych leków. Oczekuje się, że długoterminowo metoda obrazowania GPCR-LGIC COUPLING ujawni powiązanie między oddziaływaniem receptorów dopaminowych a schorzeniami takimi jak schizofrenia. Ułatwi również badania przesiewowe in vitro leków zaprojektowanych do modyfikacji oddziaływań receptorów dopaminowych.
Słowa kluczowe
Obrazowanie, lek, receptor dopaminowy, schizofrenia, choroba Parkinsona, FRET