La vie chimiche di segnalazione alla memoria
La neurotrasmissione e la sua base molecolare sono importanti nelle neuroscienze come base per terapie di malattie quali l'Alzheimer e per la massimizzazione dell'apprendimento. Per quanto riguarda la memoria, si ritiene che il potenziamento a lungo termine (LTP) rappresenti un substrato per la formazione della memoria nel cervello. I ricercatori del progetto Sumokainate ("Sumoylation and kainate receptor synaptic plasticity") hanno recentemente completato uno studio approfondito su apprendimento, memoria e plasticità sinaptica. Sono stati spiegati due principali pathway che conducono all'LTP. Prima di tutto il team ha usato un composto scoperto di recente, 77-LH-28-1, che può legare a un recettore muscarinico per l'acetilcolina (mAChR), parte di una famiglia di molecole che ha un ruolo fondamentale nell'accrescere la funzione cognitiva. La molecola 77-LH-28-1 è importante perché può legarsi a un mAChR, aprendo così un altro recettore, l'N-Metil-D-Aspartato (NMDA). La ricerca ha mostrato che questo è un dispositivo molecolare dominante per controllare plasticità sinaptica e funzione mnemonica. È quindi un candidato per il trattamento del morbo di Alzheimer. Una nuova tecnica sviluppata dal team Sumokainate, il clamp dinamico, è una messa a punto partendo dal patch clamp. Questa tecnica permette di emulare l'attività o l'inibizione dei canali ionici a livello di membrana cellulare. I dati raccolti nel corso del clamp dinamico mostrano che un fenomeno noto come post-depolarizzazione ha un ruolo importante nell'induzione dell'LTP. Post-depolarizzazione significa che la cellula è più eccitabile del normale. Gli scienziati del progetto hanno dimostrato che un altro pathway, rivelato dall'inibitore XE-991 che agisce sui canali Kv7, favorisce l'eccitabilità neurale. L'inibizione del Kv7 promuove quindi l'apertura del recettore NMDA favorendo a sua volta l'LTP. La parte forse più interessante della ricerca di Sumokainate è stata lo studio del ruolo della sumoilazione nello scaling sinaptico, una forma di plasticità sinaptica. Lo scaling sinaptico agisce come reazione negativa per il firing neuronale. La sumoilazione è l'aggiunta di piccole proteine a una proteine per modificarne la funzione. Le cellule sono state trattate con la proteina neurotossina tetradotossina (TTX) per impedire l'attività sinaptica. I dati del progetto ottenuti dopo l'applicazione di tecniche biochimiche per modulare la sumoilazione hanno mostrato che questo processo ha un ruolo reale nello scaling sinaptico omeostatico delle risposte. Fino ad oggi il ruolo della sumoilazione al di fuori del nucleo non è per niente noto. I risultati del progetto hanno quindi fornito un nuovo meccanismo per la sumoilazione alla base della plasticità sinaptica.
