Na drodze do leczenia zaburzeń pracy mózgu
Synapsa, połączenie pomiędzy komórkami nerwowymi (neuronami), odpowiada za przekazywanie sygnałów chemicznych (neuroprzekaźniki) lub elektrycznych. Ta niezwykle złożona struktura jest zbudowana z około 2000 różnych białek. W ramach finansowanego ze środków UE projektu the SYNSYS (Synaptic systems: Dissecting brain function in health and disease) szczegółowo zbadano synapsę glutaminergiczną. Zespół stworzył również modele opisujące główne cechy czynnościowe układu synaptycznego. Odpowiednie układy modelowe zastosowano także w identyfikowaniu genów, które mogą być kluczowe dla opracowania terapii chorób mózgu u ludzi. Naukowcy opracowali dokładny opis proteomu synapsy, a więc pełny zestaw występujących w niej białek. Ta wiedza została wykorzystana w badaniach nad cząsteczkami docelowymi dla przyszłych leków. Baza danych SynSysNet zawiera informacje na temat wszystkich genów, białek, wytwarzanych dzięki ekspresji tych genów, interakcji pomiędzy tymi białkami (interaktom), chorób neurologicznych i leków oddziałujących na określone szlaki. Użytkownicy mogą tworzyć własne interaktywne sieci, jeśli podadzą numer identyfikacyjny białka i badany przez siebie lek. Projekt SYNSYS z powodzeniem wdrożył analizę biologii systemów. Wynikiem współpracy międzylaboratoryjnej i synergii uzyskanej za sprawą licznych warsztatów było skalowanie od tożsamości białka przez modelowania interaktomu po ostateczne uzyskanie funkcji. Bogate dane proteomiczne przysłużą się do szeroko zakrojonych badań nad białkami i genetyką ludzi. Już teraz projekt SYNSYS przyczynił się do określenia roli genów synapsy w rozwoju schizofrenii, a wyniki te opublikowano w renomowanym czasopiśmie. Łącznie opublikowano ponad 200 artykułów, z czego aż 31% sklasyfikowano jako artykuły o "dużym znaczeniu". Wykorzystano także inne kanały komunikacji, jak komunikaty prasowe, blogi i wywiady. Siła sygnału nerwowego i plastyczność synaps to czynniki, które mają wpływ na powstawanie wielu chorób i podlegają złożonej regulacji, w tym przez liczbę dostępnych pęcherzyków i interakcje między białkami. Uważa się, że plastyczność błony pre- i postsynaptycznej jest głównym czynnikiem warunkującym przetwarzanie informacji. Zmiany w przekazywaniu sygnału są uważane za podstawowy mechanizm procesów uczenia się i pamięci w mózgu. Wpływ genów lub bodźców środowiskowych na plastyczność prowadzi do choroby. Badanie SYNSYS prowadzone metodami biologii systemów korzysta z modelowania i neurobiologii eksperymentalnej, aby wyjaśnić mechanizmy tych procesów. Kolejnym etapem będzie dalsze opracowanie terapii celowanych.
Słowa kluczowe
Zaburzenia pracy mózgu, synapsy, ośrodkowy układ nerwowy, proteom, interaktom
