Methoden voor het bestuderen van de werkingsmechanismen van Antipsychotica in<em> Caenorhabditis elegans</em

Caenorhabditis elegans is een eenvoudige genetische organisme vatbaar zijn voor grootschalige vooruit en achteruit genetische screens en chemische genetische screens. C. elegans is gevoelig voor een breed spectrum van bioactieve verbindingen en is derhalve met succes gebruikt om de werkingsmechanismen van een verscheidenheid van dergelijke verbindingen vast. Bijvoorbeeld, bioactieve verbindingen bestudeerd met behulp van worm farmacogenetica bevatten acetylcholine receptor agonisten (zoals levamisol, nicotine, morantel en pyrantel), anesthetica (bijv. halothaan), cafeïne, cholinesteraseremmers (bijv. aldicarb, Lannate en trichloorfon), fluoride, GABA-gerelateerde stoffen (bijv. GABA en muscimol), ivermectine, paraquat, forbolesters en serotonine verwante drugs (bijv. serotonine en imiprimine) ^3. Bovendien C. elegans is gebruikt voor grootschalige klein molecuul schermen, waardoor ontdekking van nieuwe bioactieve verbindings en de identificatie van nieuwe genetische doelwitten ^4.

De C. elegans genoom omvat potentiële antipsychotische geneesmiddel (APD) doelen geconserveerd bij de mens, waaronder genen die coderen voor eiwitten die nodig zijn voor synthese van neurotransmitters en synaptische structuur en functie ^5. Aldus C. elegans neurogenetica en neurobiologie aan de lezer methoden voor het ontdekken van nieuwe moleculaire werkingsmechanismen van APD. In nematoden, APD blootstelling vroeg in de ontwikkeling veroorzaakt vertraging in de ontwikkeling, en bij hogere concentraties, dodelijkheid ^2,6. APD blootstelling tijdens de volwassenheid produceert gedragsproblemen fenotypes. Bijvoorbeeld, clozapine blootstelling remt motoriek en keelholte pompen en verbetert de eileg ^1,2,7.

APD-geïnduceerde vertraging in de ontwikkeling en dodelijkheid zijn krachtige fenotypes voor grootschalige chemische genetische screens. Deze fenotypes complex voorzover zij waarschijnlijk meer dan een cellulaire en genetische basis. Daarom worden dergelijke genetische screens wordt naar verschillende indirecte targets opleveren. Echter, heeft ons laboratorium kandidaat-gen schermen en een genoom-brede RNAi scherm onderdrukkers van APD-geïnduceerde vertraging in de ontwikkeling en dodelijkheid uitgevoerd en heeft met succes hersteld genen die waarschijnlijk coderen directe doelen, waaronder dopamine, insuline, en nicotine acetylcholine receptoren ^2,8. Genetische screens op basis van APD-geïnduceerde gedrag in de volwassen hebben ook geleid tot de identificatie van nieuwe doelwitten APD, en we zijn nu valideren van targets van zowel ontwikkelings-en gedragsproblemen schermen in zoogdieren ^7. Zo verschijnt er een ongewervelde chemisch genetische benadering van nieuwe moleculaire werkingsmechanismen van APD ontdekken haalbaar ^5,8 te zijn.

De C. elegans keelholte is een orgaan dat 20 neuronen, 20 spiercellen en 20 accessoire cellen, verpakt door een basaal membraan omvat. Net als de zoogdierhart, de keelholte autonoom eennd voortdurend pompen van voedsel in de externe omgeving ^9. Remming van de keelholte pompsnelheid compromissen voedselopname, en dus mutaties of geneesmiddelen die de keelholte pompen oorzaak vertraging in de ontwikkeling te remmen of te stoppen ^9. APD's remmen de keelholte pompsnelheid, goed voor een deel van hun effecten op de ontwikkeling en levensvatbaarheid ^1,2. Hier gebruiken we de atypische APD clozapine als een voorbeeld voor drug testen voor nematode ontwikkeling en keelholte pompen demonstreren.