حدد علماء الأعصاب مستقبلات دماغية مرتبطة بالاكتئاب والقلق ودرسوا بنيتها بالتفصيل، ثم أظهروا، في تجارب أجريت على الفئران، أن حجب هذا المستقبل يخفف من التوتر المزمن والاكتئاب.

وبحسب ما نشرته مجلة العلوم “ساينز”، اكتشف علماء من معهد سكريبس للأبحاث في فلوريدا عام 2018، بقيادة كيريل مارتيميانوف، أن مستقبل خلايا الدماغ GPR158 موجود بتركيزات عالية بشكل غير عادي في قشرة الفص الجبهي للأشخاص الذين يعانون من اضطرابات اكتئابية حادة. ووجدوا أيضًا أن الفئران التي تعرضت للإجهاد المزمن زادت أيضًا من مستوى هذا المستقبل في القشرة الدماغية، وجعل قمعه الحيوانات أكثر هدوءًا وأكثر مقاومة للإجهاد.

يقول مارتيميانوف، الأستاذ ورئيس قسم طب الأعصاب بالمعهد: “لقد درسنا هذا المستقبل لأكثر من عشر سنوات وفهمنا جيدًا بيولوجيته”.

تاريخيا، لم يكن من السهل دراسة GPR158، لأنه ينتمي إلى مجموعة من المستقبلات اليتيمة التي لم يتم تحديد الجزيئات المسؤولة عن تنشيط وظيفة الإشارة الخاصة بها. بالإضافة إلى ذلك، على عكس معظم المستقبلات المماثلة، فهو موجود على اتصال وثيق بمركب بروتين الإشارة RGS – وهو منظم لإشارات البروتين G – والذي يعمل كمثبط قوي للإشارات الخلوية.
لرسم خريطة للتركيب الذري لـ GPR158 بدقة أقل من واحد من المليار من المتر وتحديد كيفية ارتباطها بمجموعة البروتينات التي تحدد نشاطها، ابتكر الباحثون استخدام Cryo-EM، وهو مجهر إلكتروني لجسيم واحد شديد البرودة. تعتمد الطريقة على تجميد البروتينات في درجات حرارة منخفضة للغاية ودراسة تنظيمها من خلال عدسات المجاهر القوية.

تشرح مؤلفة الدراسة الأخرى، عالمة الأحياء البنائية تينا إيزارد: “يستخدم المجهر شعاعًا من الإلكترونات بدلاً من الضوء لتصوير مجموعات البروتين. سمح لنا الطول الموجي للإلكترون الأقصر من الضوء بتصور العينة بدقة شبه ذرية”. إن طريقة Cryo-EM لتحقيق اختراق في دراسة بنية الجزيئات الحيوية هائلة”.

يقول المؤلف الأول للمقال، الدكتور ديباك باتيل، من مختبر مارتيميانوف: “هذا هو المجهر الأول من نوعه الذي يعرض العديد من الميزات الجديدة ويوفر مسارًا لتطوير الأدوية”.

يرى المؤلفون التحدي الإضافي الذي يواجههم في استخدام المعلومات حول بنية المستقبلات لتطوير عوامل علاجية منخفضة الوزن الجزيئي لمكافحة الاكتئاب. إنهم يختبرون بالفعل عدة طرق ممكنة، من بينها: تعطيل البنية المكونة من عنصرين للمستقبل، أو التدخل في تشغيل مجمع RGS، أو استهداف الأجزاء النهائية من GPR158 باستخدام الروابط الجزيئية.