Inhibidores de moléculas pequeñas del receptor GABAB: herramientas de investigación para estudios de neurociencia.

La regulación del receptor GABAB es un tema crucial en la investigación neurocientífica. Este receptor está estrechamente relacionado con la señalización inhibitoria, la excitabilidad neuronal, el equilibrio sináptico y diversas vías implicadas en enfermedades. Cuando la actividad del receptor GABAB se mantiene dentro de un rango normal, las señales neuronales son más fáciles de controlar. Cuando la señalización se vuelve demasiado débil, demasiado fuerte o desincronizada, los investigadores suelen relacionarla con la epilepsia, la ansiedad, la depresión, la drogodependencia, el dolor crónico y otras afecciones del sistema nervioso.

Los inhibidores de moléculas pequeñas del receptor GABAB y los moduladores relacionados son herramientas muy útiles para el descubrimiento de fármacos y la investigación básica. Se pueden usar para modular un receptor, estudiar los efectos de la modulación en una vía de señalización y establecer un modelo para una enfermedad. Para la detección de compuestos en el SNC o la investigación de vías relacionadas con el GABA, los antagonistas, agonistas, inhibidores y moduladores alostéricos tienen aplicaciones específicas, y la elección entre ellos suele determinar el resultado de los experimentos.

Solarbio ofrece una variedad de compuestos de moléculas pequeñas y herramientas de investigación para la investigación en ciencias de la vida, incluyendo investigación en biología de receptores, estudios de neurofarmacología, estudios de vías de señalización y estudios de mecanismos moleculares. En este artículo, describimos el receptor GABAB, clasificamos sus inhibidores de moléculas pequeñas y explicamos cómo se pueden utilizar los productos de investigación relacionados de Solarbio al planificar experimentos.

¿Qué es el receptor GABAB?

Es un receptor inhibidor lento en el sistema nervioso.

El GABA, o ácido γ-aminobutírico, es el principal neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central.

El receptor GABAA es el más rápido. Actúa a través de canales iónicos y produce efectos inhibitorios rápidos.

El receptor GABAB funciona de otra manera. Pertenece a la familia C de receptores acoplados a proteínas G, también llamados GPCR. Su respuesta es más lenta, pero su efecto dura más. Este control lento es importante en muchos estudios de neurociencia, ya que influye en la transmisión sináptica, la liberación de neurotransmisores, el ritmo neuronal y el equilibrio de la red neuronal a largo plazo.

GB1 y GB2 deben trabajar juntos

El receptor GABAB no es un receptor simple de una sola unidad. Necesita dos subunidades, GB1 y GB2, para formar un heterodímero funcional.

La subunidad GB1 del receptor se une al GABA. La subunidad GB2 activa una proteína G. Una parte del receptor reconoce el ligando y la otra transmite la señal al interior de la célula. Si falta alguna de las subunidades o no está correctamente plegada, el receptor no funciona adecuadamente.

La investigación de los receptores GABAB es aún más compleja debido a que su estructura permite que diversos compuestos modulen su actividad. Un compuesto puede influir en la unión del ligando al receptor, la conformación del receptor, el acoplamiento a la proteína G, el transporte del receptor dentro de la célula o la transducción de señales posterior a la activación del receptor. Por consiguiente, la mayoría de los estudios no se basan en un único antagonista clásico, sino que comparan diversas herramientas para evaluar sus efectos en las diferentes etapas de la señalización del receptor.

Por qué el GABAB Los receptores son importantes en la investigación de enfermedades.

El receptor GABAB activado puede disminuir la entrada de iones de calcio y aumentar la salida de iones de potasio. Esto reduce la liberación del neurotransmisor excitatorio y puede calmar las neuronas.

Esta vía se estudia típicamente en el contexto de la investigación básica sobre el aprendizaje y la memoria, el control motor, las emociones, el dolor, la adicción, así como sobre circuitos neuronales específicos que están activos durante las convulsiones. Al trabajar con Objetivos de la vía de señalización del receptor GABABLos científicos están interesados ​​tanto en su activación como en su inhibición. La dirección a seguir depende del modelo de enfermedad que se esté investigando.

Tres Principales tipos de inhibidores de moléculas pequeñas del receptor GABAB

Los inhibidores ortostéricos bloquean el sitio de unión principal.

Los inhibidores ortostéricos se denominan antagonistas competitivos o simplemente competitivos. Se unen al sitio de unión principal de un ligando; en el caso de los receptores GABAA, este suele ser el sitio de unión del dominio GB1 Venus flytrap. Su efecto es muy directo: compiten con el GABA por el complejo receptor activado.

En estudios científicos, este compuesto es de gran valor porque permite la expresión completa de un efecto de bloqueo de receptores. El AZ 1100 se utiliza en el estudio de la estructura de los receptores, en estudios farmacológicos y en experimentos de control.

Las ventajas radican en su alta especificidad y rápida eficacia, y en su capacidad para bloquear rápidamente las señales inhibitorias anómalas. Sin embargo, la desventaja también es evidente: este método puede bloquear la función normal del receptor. Para estudios a largo plazo o muy detallados, un antagonista ortostérico no es necesariamente la primera opción.

Un ejemplo común utilizado en artículos de investigación es el CGP 54626 y el CGP 64213. Como antagonista modelo para estudios del mecanismo de acción del receptor GABAB, el CGP 54626 es una sustancia ampliamente utilizada. Por otro lado, el CGP 64213 se utiliza para la localización de receptores y otros estudios con sondas.

Los moduladores alostéricos negativos reducen la respuesta del receptor.

Los moduladores alostéricos negativos, a menudo denominados NAM, no compiten con el GABA en el sitio de unión principal. Se unen a un sitio alostérico, generalmente relacionado con la región transmembrana GB2, y modifican la conformación del receptor. El efecto final es una activación más débil del receptor por el GABA.

Este tipo de modulador aniónico (NAM) ofrece a los investigadores una forma más sutil de controlar el receptor. En lugar de desactivarlo por completo, los NAM reducen la señalización hiperactiva. Esto los hace útiles en modelos donde la sobreactivación del receptor es el problema.

Los moduladores alostéricos negativos (NAM) son de especial interés para los equipos de descubrimiento de fármacos, ya que se espera que proporcionen una mayor selectividad en ciertas vías de transducción de señales que los antagonistas simples. Además, los NAM pueden ayudar a evitar algunos de los problemas asociados con el bloqueo completo del receptor.

La mayor parte de la investigación realizada con moduladores alostéricos negativos (NAM) se encuentra en fases preclínicas o de investigación inicial, y a menudo se explora su uso en modelos específicos de epilepsia, estudios de adicción y estudios del sistema nervioso central donde es necesario disminuir una señalización hiperactiva por parte de un receptor.

Los inhibidores selectivos de isoformas representan una dirección más reciente.

GB1 tiene más de una isoforma, y ​​las diferentes isoformas muestran distinta distribución y función en los tejidos. Esto permite el diseño de inhibidores selectivos.

La mayoría de los estudios se han centrado en todos los receptores GABAB. Nuestro objetivo es diseñar compuestos que actúen selectivamente sobre receptores que contienen isoformas específicas de GB1. Esto nos permitirá aprovechar los receptores del sistema nervioso central, que producirán los efectos de interés, minimizando al mismo tiempo los efectos sobre los tejidos periféricos. Por ejemplo, al actuar sobre receptores que contienen una isoforma de GB1 relacionada con GB1a, un compuesto podría ser altamente eficaz en el SNC, evitando los efectos secundarios causados ​​por la activación de receptores en los tejidos periféricos.

La inhibición selectiva de isoformas específicas es un área de interés para los modelos del SNC, que cada vez se modelan con mayor precisión que con moduladores alostéricos amplios o incluso con antagonistas ortostéricos simples.

Dónde se estudian los moduladores del receptor GABAB

Investigación relacionada con la epilepsia

Los receptores GABAB pueden modular tanto la excitabilidad neuronal como la inhibición sináptica. Se ha observado una función reducida de los receptores GABAB en varios modelos de epilepsia, lo que parece contribuir a una disminución de la inhibición normal. Por otro lado, en otros modelos de epilepsia, también debe considerarse la señalización anómala, que puede ser excesiva, de los receptores GABAB.

Se han identificado moduladores tanto positivos como negativos para su uso en la investigación de la epilepsia. Los moduladores alostéricos positivos pueden utilizarse para comprobar si los receptores de interés pueden recuperar su sensibilidad. Los moduladores alostéricos negativos pueden utilizarse para estudiar la sobreactivación de receptores en ciertos subtipos.

Lo fundamental es que pueden ser necesarios diferentes compuestos para estudiar distintos tipos de modelos de epilepsia. Por lo tanto, la primera decisión del laboratorio sería determinar si el modelo requiere la activación de un receptor, la inhibición de un receptor o simplemente la comparación de vías de señalización.

Investigación sobre ansiedad, depresión y adicción

Se cree que la ansiedad y la depresión están mediadas, en parte, por desequilibrios en la señalización excitatoria e inhibitoria. La señalización del receptor GABAB es un componente clave de este tipo de señalización y puede estudiarse utilizando inhibidores de moléculas pequeñas o moduladores de la función del receptor para evaluar los efectos de las alteraciones en la señalización del receptor sobre el comportamiento, la liberación de neurotransmisores y la activación de vías de señalización y marcadores posteriores.

El receptor GABAB también modula el sistema dopaminérgico. Dados los grandes cambios en la liberación y función de la dopamina que se producen con la adicción a las drogas, se estudian compuestos que actúan sobre el receptor GABAB en modelos de dependencia del alcohol, dependencia de opioides y otras drogodependencias.

Para este tipo de estudios, la selectividad del compuesto es importante, y el uso de una herramienta no selectiva puede hacer que los datos generados sean muy difíciles de interpretar. Un modulador limpio utilizado junto con los controles adecuados generalmente produce mejores datos. También podemos ayudar en la elección de reactivos para sus estudios sobre moléculas pequeñas, anticuerpos, proteínas y kits de ensayo dentro de la Equipo de servicio técnico de Solarbio.

Investigación sobre tejidos periféricos y tracto gastrointestinal

Los receptores GABAB no se limitan al sistema nervioso central. También se encuentran en tejidos periféricos, por ejemplo, en el sistema gastrointestinal. Allí pueden estar implicados en la regulación de la motilidad intestinal, el vaciamiento gástrico y otras funciones.

Si bien una distribución más amplia de un compuesto suele ser beneficiosa para la investigación, también hay que tener en cuenta que un compuesto destinado al sistema nervioso central puede afectar a otros tejidos periféricos. Por consiguiente, la investigación sobre compuestos selectivos para isoformas y tejidos está en aumento.

Ejemplos de productos para estudios relacionados con GABAB y GABA

Verifique la función del producto antes de usarlo.

El hecho de que una sustancia esté relacionada con el GABA no significa necesariamente que sea un inhibidor. También existen antagonistas, agonistas y moduladores alostéricos positivos de los receptores GABA. Es recomendable verificar la función de cualquier molécula relacionada con el GABA antes de adquirirla.

Si el objetivo es bloquear la actividad del receptor GABAB, un antagonista del receptor es más adecuado. Si el objetivo es activar el receptor, se puede utilizar un agonista como el (R)-baclofeno. Si el objetivo es potenciar la respuesta del receptor sin actuar como el propio GABA, un modulador alostérico positivo como el COR659 podría ser más apropiado.

compuestos de investigación relacionados

Los productos que se enumeran a continuación pueden considerarse para la investigación del receptor GABAB y la vía del GABA en función del diseño experimental:

Los compuestos mencionados son herramientas de investigación. No son intercambiables. Antes de su uso, los investigadores deben verificar, por ejemplo, la pureza, los disolventes, el almacenamiento, la concentración de la solución madre, la dosis de tratamiento requerida y el diseño de los controles. Para la selección de compuestos, el espectro más amplio solución de investigación También debe comprobarse antes de iniciar el flujo de trabajo.

Qué deben comprobar los investigadores antes de elegir un compuesto GABAB

Confirmar la función farmacológica exacta

Por favor, no elija un producto que aparezca en una lista relacionada con el GABA. Primero debe determinar si el producto es un antagonista, un agonista, un modulador alostérico positivo, un modulador alostérico negativo o incluso un análogo del GABA.

CGP52432 y (R)-baclofeno no deben considerarse herramientas similares. CGP52432 es un antagonista del receptor GABAB, mientras que (R)-baclofeno es un agonista selectivo del receptor GABAB. Su uso en un experimento es diferente.

Compruebe la pureza, la solubilidad y el almacenamiento.

Para trabajar con moléculas pequeñas, generalmente es mejor que tengan una alta pureza para facilitar el proceso. Además, el almacenamiento de los compuestos es fundamental, ya que algunos son sensibles a la humedad, la luz, la congelación y descongelación, y a permanecer en solución durante largos periodos de tiempo.

Las soluciones madre deben prepararse basándose en datos de solubilidad, no en conjeturas. El DMSO, el etanol y el agua pueden dar lugar a resultados prácticos diferentes. Deben incluirse controles del vehículo.

Relaciona el compuesto con el ensayo.

Los estudios de unión, los ensayos de señalización celular, los modelos animales y los experimentos de cribado de vías metabólicas pueden configurarse de forma muy diferente; es decir, el rango de concentración, el tiempo de tratamiento, la lectura y los experimentos de control deben elegirse en función del experimento real que se vaya a realizar.

Si tiene preguntas específicas o necesita ayuda para seleccionar productos para su laboratorio para un pedido al por mayor, por favor contacto Solarbio primero.

Conclusión

La investigación sobre los receptores GABAB ha evolucionado desde el simple bloqueo de receptores hasta una regulación de señales más precisa. Los inhibidores ortostéricos siguen siendo útiles para el antagonismo directo y los estudios de mecanismos básicos. Los moduladores alostéricos negativos ofrecen una forma más sutil de reducir la activación del receptor. Los inhibidores selectivos de isoformas podrían adquirir mayor importancia a medida que los investigadores busquen una acción más precisa sobre el sistema nervioso central y menos efectos periféricos.

Para estudios centrados en los efectos de ciertas afecciones como la epilepsia, los trastornos del estado de ánimo, las vías de adicción, el dolor crónico o la señalización gastrointestinal, la elección de los compuestos debe basarse en la pregunta que se pretende responder. Los antagonistas de GABAB, los análogos de GABA, los agonistas selectivos del receptor GABAB y los moduladores alostéricos son compuestos útiles, pero cada uno tiene una función diferente.

Solarbio se compromete a apoyar a la comunidad de investigación en neurociencia y descubrimiento de fármacos con una gama de compuestos de moléculas pequeñas, reactivos relacionados con vías metabólicas y una amplia cartera de productos para la investigación en ciencias de la vida. En Solarbio, tenemos años de experiencia en el suministro de reactivos para ciencias de la vida, la realización de controles de calidad y el apoyo a la investigación. Más detalles sobre la Antecedentes de la empresa Solarbio Puede encontrar más información en nuestro sitio web. Si bien una buena selección de compuestos no resolverá todos los problemas que un investigador pueda encontrar, puede facilitar enormemente la reproducción, comprensión y utilización de los datos generados para futuros experimentos.

Preguntas frecuentes

P1. ¿Qué es el receptor GABAB?
A1. Los receptores GABAB son receptores acoplados a proteínas G que activan procesos inhibitorios lentos en el cerebro. Un receptor funcional está constituido por dos subunidades: las subunidades GB1 y GB2.

P2: ¿Cómo es? el GABAB ¿Receptor diferente del receptor GABAA?
A2: El receptor GABAA actúa abriendo canales iónicos y suele provocar una inhibición rápida. El receptor GABAB actúa activando proteínas G y provoca una respuesta lenta y sostenida.

P3: ¿Qué hace un antagonista del receptor GABAB?
A3: Un antagonista del receptor GABAB es una sustancia que bloquea la activación de dicho receptor. Algunos antagonistas son competitivos y actúan como antagonistas del GABA en el sitio de unión principal. Otros son moduladores que disminuyen la actividad del receptor y actúan en los sitios alostéricos.

P4. ¿Es CGP52432 un inhibidor del receptor GABAB?
A4. CGP52432 es un antagonista del receptor GABAB. CGP52432 puede utilizarse como bloqueador de receptores en experimentos donde se desee dicha actividad.

P5: ¿Es COR659 un inhibidor?
A5: COR659 es un modulador alostérico positivo de los receptores GABAB. Por lo tanto, NO es un inhibidor ni un antagonista directo. Utilizamos COR659 para ESTUDIAR o POTENCIAR la respuesta del receptor.