Черви и растения могут показать, как работают неврологические препараты

Черви и растения могут показать, как работают неврологические препараты
                Сью Ри, Томас Кландинин и Мириам Б. Гудман обсуждают проект NeuroPlant над табачным растением в теплице. Предоставлено Л.А. Цицероном.

Существуют препараты, полученные из растений для лечения эпилепсии, для предотвращения мигрени и для предотвращения маниакальных эпизодов у людей с биполярным расстройством. Но во многих случаях никто точно не знает, как работают эти и другие неврологические препараты — какие химические процессы в мозге эти препараты изменяют, а иногда даже какие активные ингредиенты.
                                                                                       

Теперь исследователи из Стэнфорда и Института науки Карнеги имеют необычную идею о том, как лучше понять, как работают эти растительные препараты. В конечном счете, этот проект, получивший название NeuroPlant и финансируемый грантом Big Ideas от Института нейронаук Ву Цай, может также привести к новым, более эффективным способам разработки лекарств для лечения различных неврологических и психиатрических заболеваний у людей.

«Мы заинтересованы в том, чтобы выяснить, как действуют эти соединения растений, которые оказывают известное влияние на нервную систему человека», — сказала Сью Ри, старший научный сотрудник Института науки Карнеги и один из Основные исследователи NeuroPlant. «Я думаю, что это интересное место, где мы можем потенциально связать такие вещи, как этноботаника и наука о растениях, с нейронаукой и, возможно, даже медициной».

Изучайте червей, чтобы понять людей

NeuroPlant основан на простом наблюдении: растения оказывают сильное влияние на наше здоровье и поведение. Около 80 процентов населения мира используют фитотерапию в качестве первичной медико-санитарной помощи, и многие современные лекарства, в том числе неврологические, получают из растений. Это заставило Ри задуматься: какие молекулы производят растения, которые влияют на наше здоровье и поведение, и что именно эти молекулы делают с нами?

В разговоре с Мириам Гудман, профессором молекулярной и клеточной физиологии, Ри узнал, что крошечный круглый червь по имени C. elegans мог бы стать идеальной платформой для изучения этих вопросов. Во-первых, C. elegans являются полноценными живыми системами, в отличие от исследователей, которые обычно изучают бестелесные клетки или изолированные белки. Это означает, что команда NeuroPlant может изучать их поведение, нервную систему и генетику одновременно.

В то же время C. elegans намного проще, чем люди, хотя у них много генетических сходств — около 75 процентов генов червей имеют человеческие эквиваленты, и их нейроны также очень похожи на людей. Это означает, что то, что исследователи узнают о C. elegans, имеет хорошую возможность применить и к людям.

Благодаря опыту Ри в области биологии растений, опыту Гудмана с сенсорными системами C. elegans и экспертизе в области нейробиологии и генетики Томаса Кландинина, профессора семьи стрелков и профессора нейробиологии, группа решила, что сможет внедрить новый подход к пониманию неврологические эффекты соединений растительного происхождения.

Черви, веди себя

Команда начнет с большой коллекции червей C. elegans, содержащих ряд генетических мутаций и растение под названием валериана, экстракты которого в настоящее время используются в лекарствах для лечения эпилепсии и которые использовались в течение тысяч лет для лечения легкое беспокойство.

Когда команда подвергает своих червей экстрактам валерианы, они будут наблюдать, какие из них шевелятся ближе, а какие убегают. По мере продвижения червей к экстрактам валерианы и от них, они будут сортировать себя в соответствии с генетически закодированными ответами на эти экстракты. После того, как они самостоятельно отсортированы, исследователи могут посмотреть, какие гены ответственны за это поведение, и выявить в процессе генетическую основу влияния валерианы на червей. Команда также изучит, как нервные системы двух групп червей отличаются друг от друга. Поскольку у людей и круглых червей очень много общих генов, эти исследования должны дать подсказки о том, как молекулы, полученные из валерианы, влияют на людей.

Если будут проведены эксперименты с валерианой, группа разветвляется на другие растения, являющиеся источником неврологических препаратов.

Конечная надежда состоит в том, чтобы использовать эти эксперименты не только для того, чтобы понять генетические и нервные пути, по которым работают растительные экстракты и растительные лекарственные средства, но также и для обнаружения новых лекарств. В настоящее время, по словам Гудмена, большинство лекарств разрабатываются путем скрининга одной маленькой молекулы за раз и сосредоточения внимания только на одном генетическом пути за раз. Если подход NeuroPlant сработает, он может позволить исследователям одновременно проверять многие потенциальные препараты и смотреть, как эти препараты одновременно влияют на множество генетических путей, потенциально ускоряя открытие новых методов лечения.

Пока цели более сфокусированы. Через год они надеются найти несколько молекул растений и несколько целевых путей для этих молекул, которые могли бы объяснить, как такое растение, как валериана, может помочь в лечении болезней и формировании поведения.

«Я не ожидаю, что эти химические вещества будут наркотиками», которые могли бы на самом деле лечить болезнь, сказал Гудман. «Но если мы сможем определить цели, если мы сможем определить химические вещества, это станет продуктивной отправной точкой» для нового способа разработки новых лекарств.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *