Natureza: pesado! Cientistas observam todo o processo de ativação do receptor de serotonina

Os receptores de serotonina (3A) são alvos comuns de medicamentos em várias terapias de doenças, incluindo dor, distúrbios gastrointestinais e distúrbios psicológicos, mas os pesquisadores não sabem claramente a estrutura tridimensional dos receptores de serotonina, esclarecendo a estrutura dos receptores de serotonina ou ajudando os pesquisadores a fornecer pistas para projetar medicamentos com menos efeitos colaterais. Recentemente, um artigo publicado em uma revistaNaturezaNo estudo, cientistas da Case Western Reserve University observaram todo o processo de ativação dos receptores da serotonina usando um microscópio de alto desempenho, revelando que os detalhes moleculares dos receptores da serotonina prometem melhorar o desenvolvimento de medicamentos para tratar uma variedade de doenças humanas.

Crédito da imagem: Case Western Reserve University School of Medicine

Os receptores de serotonina estão localizados nas membranas celulares de vários tecidos do corpo, incluindo o cérebro, o estômago e o sistema nervoso circundante; Os medicamentos que inibem os receptores de serotonina podem ajudar a controlar as náuseas pós-operatórias dos pacientes e promover o tratamento do câncer, ao mesmo tempo que podem ser usados ​​para tratar distúrbios gastrointestinais, como a síndrome do intestino irritável, estes inibidores também funcionam como antidepressivos para promover a atenção e a memória do corpo individual.

O pesquisador, o professor Sudha Chakrapani, disse que a ampla aplicação da droga muitas vezes traz alguns efeitos colaterais, em parte devido a uma má interação entre os receptores da droga, o que muitas vezes limita o progresso dos pesquisadores para projetar tratamentos seguros bem sucedidos, porque os pesquisadores estão atualmente limitados na compreensão da estrutura dos receptores da serotonina e não sabem o que acontece quando a serotonina se liga ao seu fundo. Neste estudo, os pesquisadores elucidaram os mecanismos e processos que a serotonina ativa os receptores de serotonina em todo o corpo a um nível próximo de um único átomo.

Usando a tecnologia avançada de microscópio premiada com o Prêmio Nobel, os pesquisadores estudaram os mecanismos por que a serotonina interage com seus receptores, e os resultados de imagem mostraram que a serotonina pode se ligar a seus receptores e abrir canais de ação que facilitam a entrada das moléculas no interior da célula. Em seguida, os pesquisadores usaram métodos de simulação para observar como as moléculas de sódio atravessam os canais recém-abertos, e no artigo, os pesquisadores destacam a configuração diferente dos receptores de serotonina, que pode fazer com que as células tenham alguma permeabilidade para certas moléculas, o que é essencial para o desenvolvimento de novos medicamentos. As partes especiais do receptor também são importantes para a função adequada do canal.

O receptor de serotonina inteiro ocorre em um espaço de cerca de um bilhõesimo de metro de largura, antes de os pesquisadores capturarem essa pequena molécula com o microscópio, que usa a tecnologia de microscópio eletrônico de alta energia para capturar a atividade das proteínas e compilá-las em modelos estruturais tridimensionais, que nos últimos anos ajudaram os pesquisadores a observar a estrutura das proteínas associadas a outras doenças, como cálculos renais, e Chakrapani, que usou a tecnologia de microscópio para observar os receptores de serotonina no ano passado, forneceu uma pista para este estudo.

Os pesquisadores esperam que os resultados deste estudo ajudem a desenvolver mais medicamentos para direcionar regiões ou funções específicas dos receptores de serotonina que atuam; O pesquisador Sandip Basak disse que parece que novos ou diferentes medicamentos podem atuar como um inibidor eficaz da serotonina, especialmente se forem projetados para ser mais eficazes do que os medicamentos atuais, e que no futuro continuaremos a investigar para projetar terapias mais seguras para regular os receptores de serotonina para tratar uma série de doenças humanas. (Vale Biológico)

Origem original:

Sandip Basak, Yvonne Gicheru, Shanlin Rao, et al. Cryo-EM revela duas conformações distintas ligadas à serotonina do receptor 5-HT3A de comprimento completo.Natureza, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0660-7