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Cellule come circuiti
Fonte: Effat Emamian e Ali Abdi
La mappa del genoma umano avrebbe dovuto innescare una rivoluzione nella scoperta di farmaci. Ma il comportamento delle cellule è determinato dalle interazioni di centinaia di proteine diverse in quelle che sono note come vie di segnalazione, e capire quali interazioni vanno storte nella malattia si è rivelato molto più difficile di quanto si pensasse.
Questa storia faceva parte del nostro numero di gennaio 2009
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Ora, uno studio condotto da scienziati affiliati al New Jersey Institute of Technology (NJIT) ha utilizzato l'analisi dei circuiti per identificare le molecole che svolgono i ruoli più importanti nelle vie di segnalazione delle cellule. I ricercatori ritengono che il loro lavoro possa far risparmiare tempo e denaro ai ricercatori sui farmaci identificando promettenti bersagli farmacologici.
Il diagramma sopra rappresenta solo la metà di un percorso che regola la produzione di una molecola chiamata CREB (rosso), che è coinvolta nella formazione della memoria. Il percorso è rappresentato come un insieme di porte logiche, gli elementi base dei circuiti digitali. Una porta OR, ad esempio, produce un output se riceve uno dei suoi input: qui, ciò significa che una delle due molecole regola la produzione della molecola successiva nel percorso. Sebbene ogni fase del percorso sia stata ben studiata nei laboratori di biologia, il diagramma fornisce un acquisto quantitativo sulla rete nel suo insieme.
Una molecola in questa rete, PP2B (blu), viene studiata come bersaglio per i farmaci per la schizofrenia. Ma l'analisi dei ricercatori mostra che PP2B è meno importante per la regolazione di CREB rispetto ai canali del calcio di tipo P/Q (arancione). Il PP2B svolge un ruolo in molti altri percorsi, quindi prenderlo di mira potrebbe avere sfortunati effetti collaterali. I canali del calcio sono l'obiettivo dei farmaci già approvati per altri disturbi, quindi potrebbero anche essere un obiettivo più sicuro per i farmaci per la schizofrenia.
I ricercatori hanno applicato il loro approccio a tre diverse vie di segnalazione e le loro previsioni concordavano con i risultati sperimentali. Effat Emamian, che ha guidato la ricerca, ha fondato una società che commercializza analisi del percorso di segnalazione alle aziende farmaceutiche.