Cílem tohoto projektu je vyvinout přístup, který nám umožní farmakologicky modulovat nAChRs ve specifických neuronových populacích v mozku, aniž by bylo nutné používat geneticky modifikovaná zvířata. Takový přístup je nezbytný pro případnou aplikaci poznatků získaných na (geneticky modifikovaných) myších na lidské pacienty.
Při práci se zvířecími modely v preklinickém výzkumu běžně používáme geneticky modifikované myší linie exprimující Cre rekombinázu a Cre-dependentní virové vektory k cílení na specifické neuronové populace. Tyto modely se používají k modifikaci exprese nAChRs a poskytují nám informace o účincích nikotinové hypo- nebo hyperfunkce ve specifických neuronových populacích. Konečným cílem je však přenést tyto poznatky získané na myších na lidské pacienty a modifikovat nAChRs exprimované ve specifických neuronech tak, aby se zmírnily patologické behaviorální příznaky
Neselektivní AAV vektor exprimující Cre-rekombinázu v myším
striatu. AAV vektor je značen pomocí exprese GFP (zeleně). V levé části
obrázku byla exprese GFP doplněna značením transkripčního faktoru
c-Fos (červeně) a jaderným barvením pomocí Hoechst (modře).
Na rozdíl od myších modelů nemůžeme u lidských pacientů spoléhat na expresi Cre-rekombinázy k zacílení na specifické neuronové populace pomocí virových vektorů. Místo toho však můžeme použít AAV viry vykazující tropismus k určitým typům neuronů a využít je pro selektivní expresi enzymů a dalších proteinů. Poté můžeme aplikovat nikotinový ligand maskovaný chemickou skupinou, který může být odmaskován a aktivován pouze exogenně a selektivně exprimovaným enzymem. Specifická exprese enzymu v dané neuronové populaci zajistí, že nikotinový ligand bude selektivně aktivován pouze v této populaci, a modulace intracelulárních nAChRs tak bude specifická pro daný typ neuronu.
Kromě malých sloučenin interagují nAChRs také s různými peptidy, z nichž některé mohou překonávat hematoencefalickou bariéru, a být tak podávány systémově. Některé z těchto peptidů mohou rovněž představovat kandidáty pro maskování a odmaskování/aktivaci specifické pro daný typ neuronu. Takovým peptidem je i peptid odvozený z viru vztekliny (RDP), který se váže na alfa7 nAChR. Zda interakce RDP s alfa7 nAChR může zvýšovat jeho vstup do neuronů exprimujících alfa7 nAChR a jaká je role tohoto peptidu při vzniku behaviorálních symptomů spojených s virem vztekliny, zůstává zatím otevřenou a zajímavou otázkou.
