L'acide aminé qui envoie un signal de « ralentissement » au cerveau peut contribuer à une dépression majeure

Aug 08, 2023

Un modèle montre comment les molécules de glycine (bleu sarcelle) interagissent avec les récepteurs des cellules cérébrales appelés GPR158 pour influencer le système nerveux. Les lignes pointillées montrent les liaisons hydrogène et les faibles attractions de champ électrique qui déclenchent le signal. [Avec l'aimable autorisation du laboratoire Martemyanov du Wertheim UF Scripps Institute.]

Les résultats d'une recherche dirigée par des scientifiques de l'Institut Herbert Wertheim UF Scripps pour l'innovation et la technologie biomédicales suggèrent que l'acide aminé glycine peut envoyer un signal de « ralentissement » au cerveau, contribuant probablement à une dépression majeure, à l'anxiété et à d'autres troubles de l'humeur chez certains. personnes.

Leur étude in vitro, qui a identifié un nouveau récepteur de la glycine, auparavant orphelin, pourrait fournir de nouvelles informations sur une cause biologique de la dépression majeure et pourrait accélérer les efforts visant à développer de nouveaux médicaments à action plus rapide pour ces troubles de l'humeur difficiles à traiter. , a déclaré le neuroscientifique Kirill Martemyanov, PhD, auteur correspondant de l'étude de l'équipe dans Science. "Il existe un nombre limité de médicaments pour les personnes souffrant de dépression", a déclaré Martemyanov, qui dirige le département de neurosciences de l'institut. « La plupart d’entre eux prennent des semaines avant d’entrer en vigueur, voire pas du tout. De nouvelles et meilleures options sont vraiment nécessaires.

Martemyanov et ses collègues ont rendu compte de leurs découvertes dans un article intitulé « Le récepteur orphelin GPR158 sert de récepteur métabotropique de la glycine : mGlyR ».

La dépression majeure fait partie des besoins de santé les plus urgents au monde. Le nombre de personnes touchées a augmenté ces dernières années, notamment parmi les jeunes adultes. Et alors que les dépenses liées au handicap, au nombre de suicides et aux frais médicaux associés à la dépression ont augmenté, une étude réalisée en 2021 par les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis évalue le fardeau économique à 326 milliards de dollars par an aux États-Unis.

L'étude récemment publiée est le résultat d'années de travail qui n'étaient pas spécifiquement conçues pour trouver une cause ou un traitement à la dépression. L’équipe de Martemyanov a plutôt posé la question « Comment les capteurs situés sur les cellules du cerveau reçoivent-ils et transmettent-ils des signaux aux cellules, puis modifient-ils l’activité de ces cellules ? » C’est en répondant à cette question que leurs découvertes pourraient détenir la clé pour comprendre la vision, la douleur, la mémoire, le comportement et peut-être bien plus encore.

La glycine est l’acide aminé le plus simple qui est « omniprésent dans tous les tissus des mammifères », notent les auteurs. La glycine agit comme un neurotransmetteur majeur impliqué dans plusieurs processus fondamentaux et peut avoir des effets à la fois inhibiteurs et excitateurs. "La glycine sert de neurotransmetteur inhibiteur, mais elle peut être excitatrice dans le développement des neurones." Cependant, l'équipe a en outre souligné : « L'identité du récepteur métabotropique médiant les effets neuromodulateurs lents de la glycine est inconnue. Fait intéressant, ils ont commenté : « La glycine a des effets distincts sur les circuits neuronaux, et la transmission glycinergique a été impliquée dans des conditions pathologiques, notamment la dépression. »

Les récepteurs couplés aux protéines G (GPCR) jouent « des rôles essentiels dans la physiologie et la pathologie neuronales et présentent des cibles pour le développement de médicaments », ont expliqué les auteurs. « Cependant, de nombreux GPCR n’ont toujours pas de ligands endogènes identifiés. Les GPCR orphelins peuvent avoir le potentiel d’obtenir des informations sur la physiologie et pour le développement de médicaments. En 2018, l’équipe Martemyanov a découvert un nouveau récepteur impliqué dans la dépression induite par le stress. Leurs études ont montré que si les souris ne possédaient pas le gène du récepteur, appelé GPR158, elles se révélaient étonnamment résistantes au stress chronique. « La suppression génétique du GPR158 chez la souris entraîne un phénotype antidépresseur important et une résilience au stress, faisant du GPR158 une cible attrayante pour le développement de nouveaux antidépresseurs », ont-ils déclaré dans leur nouvel article.

Cela offrait des preuves solides que le GPR158 pourrait être une cible thérapeutique, mais qu'est-ce qui a envoyé le signal ? À ce stade, le ligand naturel du GPR158 restait inconnu. Une avancée décisive a eu lieu en 2021, lorsque les enquêteurs ont résolu la structure du GPR158. Ce qu'ils ont vu les a surpris. Le récepteur GPR158 ressemblait à une pince microscopique avec un compartiment, ressemblant davantage à quelque chose qu'ils avaient vu dans des bactéries et non dans des cellules humaines. Et ce qu’ils ont vu les a amenés à émettre l’hypothèse que le récepteur pourrait avoir un ligand d’acide aminé.