Diagnozowanie i leczenie synaptopatii Wiele zaburzeń neurologicznych i psychicznych można określić mianem synaptopatii, tj. chorób będących wynikiem dysfunkcji synaps — miejsca, w którym dwa neurony komunikują się ze sobą. Należą do nich epilepsja, schizofrenia, choroby zwyrodnieniowe układu nerwowego, autyzm i depresja. Zdrowie © Benjamin H. Cooper Mutacje w obrębie genów kodujących białka synaptyczne biorą udział w powstawaniu chorób neurologicznych i psychicznych, jednak wiedza na temat procesów molekularnych wywołujących te zaburzenia jest nadal niepełna. Projekt "European consortium on synaptic protein networks in neurological and psychiatric diseases" (EUROSPIN), który uzyskał wsparcie finansowe ze środków UE, miał na celu poprawić nasze rozumienie mechanizmów prowadzących do synaptopatii. Wykorzystano wielopoziomowe podejście biologii systemowej do zbadania mechanizmów łączących mutacje w obrębie genów kodujących białka synaptyczne z występowaniem zaburzeń neurologicznych i/lub psychicznych. Takie podejście polega na wykorzystaniu szerokiego zakresu dziedzin i technik od biochemii po badania behawioralne. Dzięki lepszemu zrozumieniu przyczyn choroby, konsorcjum stworzyło nowe możliwości opracowania narzędzi diagnostycznych i terapii synaptopatii. Naukowcy ukończyli badania przesiewowe interakcji białko-białko (PPI) 1340 białek synaptycznych i stworzyli sieci interakcji PPI dla 7677 interakcji. Ponadto, stworzyli mysie linie komórkowe w których zachodziła ekspresja białek synaptycznych pozyskanych metodą TAP-tag z myślą o szeregu zastosowań, takich jak oczyszczanie białek i badania przesiewowe substratów. System do produkcji przeciwciał umożliwił ekspresję białek i badania lokalizacyjne. W połączeniu są to bardzo przydatne narzędzia do badania kompleksów białek synaptycznych i aberracji PPI w modelach chorobowych. Osiemnaście zwalidowanych mysich linii przedstawiających różne synaptopatie (np. myszy SNAP-25 KO dla badań nad ADHD) zostało wykorzystanych do analizy przekaźnictwa synaptycznego i plastyczności, jak również zachowania. Dodatkowo, przeprowadzono badania biologiczne i elektrofizjologiczne białek właściwych dla danej synaptopatii, takie jak SNAP25, Munc18-1 i NLGN-2. Ważnym wnioskiem była możliwość zastosowania leków przeciwpadaczkowych do leczenia ADHD. Przy wykorzystaniu analiz behawioralnych, opisano obwody neuronalne w warunkowaniu strachu do oceny plastyczności i uczenia się w modelach mysich. Co ciekawe, myszy NLGN-2 KO były niezdolne do odczuwania strachu w odpowiedzi na pewne bodźce, ze względu na obniżone przekaźnictwo synaptyczne hamujące w ciele migdałowatym. Badania ujawniły, że przyczyna schizofrenii tkwi raczej w podzestawie 1026 genów synaptycznych aniżeli w pojedynczym genie, wpływając na przekaźnictwo sygnałów, pobudzenie synaptyczne, zrosty komórek i sygnalizację transsynaptyczną. Zsyntetyzowano małe cząsteczki, które wpływały na agregację peptydów beta-amyloidowych, typowych w chorobie Alzheimera, które mogłyby okazać się skuteczne w terapii. Wyniki badania umożliwiają syntezę małych cząsteczek, które mogą być skutecznie wykorzystane w leczeniu synaptopatii i przywracaniu prawidłowej funkcji. Projekt nie tylko pozwolił naukowcom europejskim wysunąć się na pozycję lidera w sektorze biomedycznym, ale jego rezultaty mogą również pomóc w poprawie jakości życia pacjentów przy jednoczesnym zmniejszeniu obciążeń społeczno-ekonomicznych spowodowanych przez synaptopatie. Słowa kluczowe Synaptopatie, neurologiczny, psychiatryczny, synapsy, sieci białek synaptycznych
