Piccole molecole che mimano il fattore neurotrofico cerebrale BDNF / Small molecules that mimic the neurotrophic factor (BDNF)

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa

Ottenute grazie a una metodica innovativa, potrebbero aprire la strada a trattamenti innovativi per diverse patologie neurodegenerative

Una serie di piccole molecole che mimano il comportamento di una grande proteina chiave per il cervello, la BDNF, è stata identificata da un gruppo di ricercatori della Stanford University School of Medicine, che ne dà notizia in un articolo pubblicato sul Journal of Clinical Investigation.

"Queste piccole molecole potrebbero essere la base di farmaci in grado di aprire nuove strade al trattamento di numerosi disturbi neuropsichiatrici come l'Alzheimer, la malattia di Huntington e la depressione", ha detto Frank Longo, che ha diretto la ricerca. 

La BDNF (fattore neurotrofico di derivazione cerebrale) appartiene alla famiglia dei fattori di cresita nervosi, che hanno un ruolo critico nello sviluppo del sistema nervoso: quando si lega ai recettori neuronali, innesca una casata di segnali che dirigono la crescita di proiezioni neuronali verso altre cellule nervoso o la formazione di una connessione specializzata con un'altra cellule. La sua attività appare significativamente diminuita in diverse malattie neurodegenerative, ma i suoi livelli declinano progressivamente anche nelle persone sane con l'avanzare dell'età.

L'uso a fini terapeutici del BDNF stesso non è una via praticabile per diversi ordini di ragioni. È molto costoso, non può essere assunto per via orale perché viene distrutto a livello gastrointestinale e va quindi iniettato, ma anche così viene rapidissimamente degradato dall'organismo ("Nel sangue resiste appena per un minuto", spiega Longo) e, infine, per le sue dimensioni non è in grado di superare efficacemente la barriera ematoencefalica.

Innovativo è stato anche il metodo con cui i ricercatori sono arrivati a isolare queste piccole molecole: Sono infatti partiti dallo screening di un milione di sostanze di cui è nota la struttura chimica, per testarne al computer la somiglianza strutturale con una porzione, lunga circa il 5 per cento di tutta la proteina, che si ritiene critica per la capacità di BDNF di legarsi al suo recettore neuronale, detto TrkB.

Fra tutte queste sono state isolate circa 2000 molecole le cui caratteristiche indicavano che avrebbero potuto comportarsi nel confronti del recettore TrkB come il BDNF. Successivamente queste molecole sono state vagliate attraverso un programma che ne verificava, sempre in via simulata, la non tossicità, la capacità di essere facilmente assorbibili dall'organismo, e altre importanti caratteristiche per le quali si dispone di alcuni criteri di massima che devono essere soddisfati perché siano possedute dalle molecole.

In questo modo i ricercatori sono arrivati a una lista di 14 molecole, ancora tutte virtuali, per le quali a questo punto è iniziato un lavoro di ricerca volto a identificare quelle che potevano essere ottenute concretamente a partire da composti e sostanze più o meno agevolmente disponibili a livello commerciale, giungendo infine a una selezione di sette molecole. 

ENGLISH

Obtained thanks to an innovative method, could pave the way for innovative treatments for neurodegenerative diseases

A series of small molecules that mimic the behavior of a large key protein for the brain, BDNF, was identified by a group of researchers at the Stanford University School of Medicine, who gave the news in an article published in the Journal of Clinical Investigation.

"These small molecules could be the basis of drugs that can open new avenues for the treatment of a number of neuropsychiatric disorders such as Alzheimer's, Huntington's disease and depression," said Frank Longo, who led the research.

The BDNF (brain-derived neurotrophic factor) belongs to the family of nerve cresita factors, which play a critical role in the development of the nervous system: when it binds to neuronal receptors, triggers a house of signals that direct the growth of neuronal projections to other nerve cells or the formation of a specialized connection with another cell. Its activity appears to be significantly decreased in several neurodegenerative diseases, but its levels gradually decline even in healthy people with age.

The use for therapeutic purposes of BDNF itself is not a viable way to different sets of reasons. It is very expensive, can not be taken orally because it is destroyed in the gastrointestinal and goes then injected level, but even so it is very rapidly degraded by the body ( "In the blood resists just for a minute," explains Longo) and, finally, for its size is not able to effectively pass the blood-brain barrier.

Innovative is also the method by which researchers have come to isolate these small molecules: They are in fact began by screening one million substances with known chemical structure, to test the computer structural similarity to a portion, long about 5 per cent of the whole protein, which are believed critical for the BDNF ability to bind to its neuronal receptor, said TrkB.

Among all these they were isolated about 2000 molecules whose characteristics indicated that they could act in respect of the TrkB receptor as BDNF. Subsequently, these molecules were screened through a program that it occurred, always in road simulated, non-toxicity, the ability to be easily absorbable by the organism, and other important characteristics for which you have some broad criteria that must be satisfied because they are possessed by the molecules.

In this way, the researchers have arrived at a list of 14 molecules, yet all virtual, for which at this point is started a research aimed to identify those that could be concretely obtained starting from compounds and more or less easily available substances at a commercial level, finally reaching to a selection of seven molecules.

Da:

http://www.lescienze.it/news/2010/04/20/news/piccole_molecole_che_mimano_il_fattore_neurotrofico_cerebrale-556346/