Immagine: i ricercatori studiano gli effetti delle sostanze sui canali ionici alla ricerca di nuovi trattamenti per l’epilessia. Credito: Thor Balkhed / Linköping University.
Una nuova scoperta apre la strada alla possibilità di progettare nuovi tipi di farmaci contro condizioni come l’epilessia.
I ricercatori dell’Università di Linköping in Svezia hanno scoperto un sito di legame molecolare precedentemente sconosciuto che può influenzare la capacità dei nervi di trasmettere impulsi elettrici.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati nella rivista Science Advances.
Che cosa hanno in comune le tossine provenienti da rane velenose, pesci bufalo e scorpioni con i farmaci contro l’epilessia?
La risposta è che tutte influenzano la capacità dei nervi di trasmettere impulsi elettrici agendo sui canali ionici nei nervi. I canali ionici sono piccole aperture nella membrana cellulare dei nervi che si aprono e si chiudono proprio come delle porte, per consentire agli ioni carichi elettricamente di entrare o uscire. Quando ioni sufficienti sono entrati nella cellula nervosa, un impulso elettrico viene rilasciato e trasmesso lungo il nervo. A volte, tuttavia, troppi impulsi elettrici vengono rilasciati a causa di una maggiore eccitabilità elettrica dei nervi che risiede in condizioni come crisi epilettiche, disturbi nel ritmo cardiaco e l’esperienza del dolore.
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Il farmaco antiepilettico attualmente in uso e le tossine degli animali sopra menzionati, riducono l’eccitabilità elettrica chiudendo un certo tipo di canale ionico. Tutte queste molecole precedentemente conosciute si legano alle posizioni del canale ionico stesso. Questi siti di legame sono generalmente circondati da acqua. Al contrario, la membrana cellulare che passa attraverso il canale ionico è costituita da un doppio strato di lipidi, che sono una forma di grasso che respinge le sostanze solubili in acqua.
“Abbiamo dimostrato che una piccola molecola è incorporata nel doppio strato lipidico e ha un contatto diretto con il canale ionico. Questo è un tipo di sito di legame fondamentalmente differente. Una domanda interessante è se abbiamo molecole naturali presenti nel corpo che si legano ai canali ionici allo stesso modo”, dice Fredrik Elinder, Professore presso il Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale dell’Università di Linköping.
I ricercatori che hanno condotto lo studio hanno scoperto che gli acidi resinosi presenti in natura, possono regolare un canale ionico che consente il passaggio di ioni di potassio. Acidi di resina si trovano nella resina di conifere, come il pino svedese. Partendo da uno degli acidi della resina, i chimici Xiongyu Wu e Peter Konradsson presso il Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia di LiU hanno creato quasi 200 nuove molecole.
“Tutte le nuove molecole si basano sullo stesso scheletro di base, con piccole differenze tra di esse. Alcune influenzano la dipendenza dalla tensione del canale ionico e crediamo che sarà possibile sfruttare questo meccanismo in futuri farmaci” dice Nina Ottosson, ingegnere presso il Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale e autore principale dell’articolo.
I ricercatori hanno esaminato l’effetto delle sostanze su un canale di ioni di potassio da moscerini della frutta. Questo canale ionico è sostanzialmente lo stesso nelle mosche della frutta e negli esseri umani. Quando i ricercatori hanno esaminato in dettaglio come le sostanze influenzano il canale ionico, hanno scoperto il nuovo sito di legame e hanno anche identificato una forte relazione tra la struttura chimica delle sostanze e il loro effetto sul canale ionico.
“Ora che abbiamo trovato questo sito vincolante, è possibile identificare ulteriori molecole che si legano ad esso. I nostri risultati forniscono informazioni su come possiamo modificare le sostanze per renderle più efficaci”, afferma Fredrik Elinder.
Circa un terzo delle persone affette da epilessia soffre di crisi epilettiche anche quando riceve il trattamento e attualmente i farmaci antiepilettici disponibili spesso hanno effetti collaterali come stanchezza e vertigini. I ricercatori sperano di sviluppare nuovi farmaci contro l’epilessia, applicando le nuove scoperte.
Fonte: Science Advances
